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非正常积分的敛散性的判定和计算(3)
(2)
那么称这个极限为反常函数 在 上的反常积分,记作
(2,)
并且称为反常积分 是收敛的。如果上述极限(2)不存在,那么这时我们也说反常积分 是发散的。
在上述的定义中,如果被积函数 在点 近旁是无界的,那么点 称之为函数 的瑕点,而该无界反常积分 我们又称其为瑕积分。
2.2 无穷积分的性质
以下定理2.3,2.7和性质2.4,2.5,2.6以及推论2.8出自高等教育出版社出版的第四版《数学分析》上册。
定理 2.3 无穷积分 收敛的充要条件是:任给 ,存在 ,只要 ,便有
通过对比研究函数极限的性质与积分定义的性质,我们可以得出以下的结论。
性质 2.4 若 与 都收敛, 为任意常数,则 也收敛,且
性质 2.5 若 在任何有限区间 上可积, ,则 与 同敛态(即同时收敛或同时发散),且有
其中右边第一项是定积分。
性质 2.6若 在任何有限区间 上可积,并且有 收敛,则 亦必收敛,并有
定理 2.7(比较原则) 设定义在 上的两个非负函数 和 都在任何有限区间 上可积,且满足
则当 收敛时 也收敛(或者说若 发散时, 也一定发散)。
推论 2.8 如果 和 都在任何有限区间 是可积的,当 时, , ,且 ,则有
(i) 当 时,和 同敛态;
(ii) 当 时,由 的收敛可以推断出 的收敛性;
(iii) 当 时,由 的发散可以推断出 的发散。
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