1、2018/3/11,宁波大学教师教育学院,1,第十一章 广义积分,主讲人：陈志勇副教授,2018/3/11,宁波大学教师教育学院,2,二、无界函数的广义积分,1,常义积分,积分限有限,被积函数有界,推广,一、无穷限的广义积分,广义积分,广义积分的概念与计算,2018/3/11,宁波大学教师教育学院,3,一、无穷限的广义积分,引例. 曲线,和直线,及 x 轴所围成的开口曲,边梯形的面积,可记作,其含义可理解为,2018/3/11,宁波大学教师教育学院,4,定义1. 设,若,存在 ,则称此极限为 f (x) 的无穷限广义积分,记作,这时称广义积分,收敛 ;,如果上述极限不存在,就称广义积分,发散
2、.,类似地 , 若,则定义,2018/3/11,宁波大学教师教育学院,5,则定义,( c 为任意取定的常数 ),只要有一个极限不存在 , 就称,发散 .,无穷限的广义积分也称为第一类广义积分.,并非不定型 ,说明: 上述定义中若出现,它表明该广义积分发散 .,2018/3/11,宁波大学教师教育学院,6,引入记号,则有类似牛 莱公式的计算表达式 :,2018/3/11,宁波大学教师教育学院,7,例1. 计算广义积分,解:,思考:,分析:,原积分发散 !,注意: 对广义积分, 只有在收敛的条件下才能使用,“偶倍奇零” 的性质,否则会出现错误 .,2018/3/11,宁波大学教师教育学院,8,例2
3、. 证明第一类 p 积分,证:当 p =1 时有,当 p 1 时有,当 p 1 时收敛 ; p1,时发散 .,因此, 当 p 1 时,广义积分收敛 , 其值为,当 p1 时,广义积分发散 .,2018/3/11,宁波大学教师教育学院,9,例3. 计算广义积分,解:,2018/3/11,宁波大学教师教育学院,10,二、无界函数的广义积分,引例:曲线,所围成的,与 x 轴, y 轴和直线,开口曲边梯形的面积,可记作,其含义可理解为,2018/3/11,宁波大学教师教育学院,11,定义2. 设,而在点 a 的右邻域内无界,存在 ,这时称广义积分,收敛 ;,如果上述极限不存在,就称广义积分,发散 .,
4、类似地 , 若,而在 b 的左邻域内无界,若极限,数 f (x) 在 a , b 上的广义积分（也叫瑕积分）,则定义,则称此极限为函,记作,2018/3/11,宁波大学教师教育学院,12,若被积函数在积分区间上仅存在有限个第一类,说明:,而在点 c 的,无界函数的积分又称作第二类广义积分,无界点常称,邻域内无界 ,为瑕点(奇点) .,例如,间断点,而不是广义积分.,则本质上是常义积分,则定义,2018/3/11,宁波大学教师教育学院,13,注意: 若瑕点,计算表达式 :,则也有类似牛 莱公式的,若 b 为瑕点, 则,若 a 为瑕点, 则,若 a , b 都为瑕点, 则,则,可相消吗?,2018
5、/3/11,宁波大学教师教育学院,14,下述解法是否正确:, 积分收敛,例4. 计算广义积分,解: 显然瑕点为 a , 所以,原式,例5. 讨论广义积分,的收敛性 .,解:,所以广义积分,发散 .,2018/3/11,宁波大学教师教育学院,15,例6. 证明广义积分,证: 当 q = 1 时,当 q 1 时收敛 ; q1,时发散 .,当 q1 时,所以当 q 1 时, 该广义积分收敛 , 其值为,当 q 1 时, 该广义积分发散 .,2018/3/11,宁波大学教师教育学院,16,例7.,解：,求,的无穷间断点,故 I 为广义,积分.,2018/3/11,宁波大学教师教育学院,17,内容小结,
6、1. 广义积分,积分区间无限,被积函数无界,常义积分的极限,2. 两个重要的广义积分,2018/3/11,宁波大学教师教育学院,18,说明: (1) 有时通过换元 , 广义积分和常义积分可以互,相转化 .,例如 ,(2) 当一题同时含两类广义积分时,应划分积分区间,分别讨论每一区间上的广义积分.,2018/3/11,宁波大学教师教育学院,19,(3) 有时需考虑主值意义下的广义积分.,义积分收敛 .,注意: 主值意义下广义积分存在不等于一般意义下广,思考与练习,其定义为,2018/3/11,宁波大学教师教育学院,20,解,练习1,2018/3/11,宁波大学教师教育学院,21,当为k何值时，广义积分,求其最大值 .,当k为何值时，这广义积分发散？又当k为何值时，这广义积分取得最小值？,收敛？,提示：,练习2,2018/3/11,宁波大学教师教育学院,22,备用题 试证, 并求其值 .,解:,令,2018/3/11,宁波大学教师教育学院,23,2018/3/11,宁波大学教师教育学院,24,作业,P.2771（2）（3）（4）P.2891（2）（3）,
