Loading
Skip to content

反常积分

发表: 5/23/2026 更新: 6/1/2026 字数: 0 字 时长: 0 分钟

在定积分的定义一节我们提到了黎曼积分可积的一个充分条件:

 f(x)  [a,b] ,, f(x) 

现在我们定义反常积分:
f(x) 积分区间无限
f(x)[a,b] 上有瑕点

满足任意一点即称为反常积分.

积分区间无限

  1. f(x)c[a,+)
def - abf(x)dx=F(b)F(a)
Notes:

F(b)F(a)a+f(x)dx
limb+[F(b)F(a)]=a+f(x)dx


If limb+[F(b)F(a)]=A. thena+f(x)dx 收敛于A,记 a+f(x)dx=A;
If limb+[F(b)F(a)] 不存在. thena+f(x)dx 发散.
  1. f(x)c(,a]
def - baf(x)dx=F(a)F(b)
Notes:

F(a)F(b)af(x)dx
limb[F(a)F(b)]=af(x)dx


If limb[F(a)F(b)]=A. thenaf(x)dx 收敛于A,记 af(x)dx=A;
If limb[F(a)F(b)] 不存在. thenaf(x)dx 发散.
  1. f(x)c(,+]
def - +f(x)dx=af(x)dx+a+f(x)dx

极限形式判别法

  1. f(x)c[a,+) (a>0)
     α>1:limx+xαf(x) a+f(x)dx ;
     α1:limx+xαf(x)=k(0)  a+f(x)dx .

  2. f(x)c(,a] (a<0)
     α>1:limxxαf(x) af(x)dx ;
     α1:limxxαf(x)=k(0)  af(x)dx .

  3. f(x)c(,+]

Conc +f(x)dx af(x)dx  a+f(x)dx .

对于反常积分来说,敛散性是高于奇偶性的,只有确定敛散性后才能使用奇偶性.

例1. 0+x1+x2dx ?
limx+x32x1+x2=limx+x21+x2=1  α=32>10+x1+x2dx .

例2. +x1+x2dx ?
limx+x1x1+x2=1(0)  α=110+x1+x2dx +x1+x2dx .

⭐Gamma 函数

Note: Γ(数一、三(概率统计))
def - Γ(α)0+xα1exdx (α>0)
Nat -

Γ(α+1)=αΓ(α);
Γ(n+1)=n!;
Γ(12)=π

积分区间有限

  1. 瑕点
def -

若函数 f(x)x=a 的任一领域内都无界,则称点 a 为函数 f(x) 的瑕点.
此时 f(a±0) 不存在.

当且仅当该点是无穷间断点或无界震荡间断点时为瑕点.

  1. f(x)c[a,b],且 a 为唯一瑕点
def - limε0+a+εbf(x)dx=F(b)F(a+ε)
Notes:

F(b)F(a+ε)abf(x)dx
limε0+[F(b)F(a+ε)]=abf(x)dx


If limε0+[F(b)F(a+ε)]=A. thenabf(x)dx 收敛于A,记 abf(x)dx=A;
If limε0+[F(b)F(a+ε)] 不存在 thenabf(x)dx 发散.
  1. f(x)c[a,b],且 b 为唯一瑕点
def - limε0+abεf(x)dx=F(bε)F(a)
Notes:

F(bε)F(a)abf(x)dx
limε0+[F(bε)F(a)]=abf(x)dx


If limε0+[F(bε)F(a)]=A. thenabf(x)dx 收敛于A,记 abf(x)dx=A;
If limε0+[F(bε)F(a)] 不存在 thenabf(x)dx 发散.

极限形式判别法

  1. f(x)c[a,b],a ()
     α<1:limxa+(xa)αf(x) abf(x)dx ;
     α1:limxa+(xa)αf(x)=k(0)  abf(x)dx .
  2. f(x)c[a,b],b ()
     α<1:limxb(bx)αf(x) abf(x)dx ;
     α1:limxb(bx)αf(x)=k(0)  abf(x)dx .
  3. f(x)c[a,c)(c,b]  limxcf(x)=
Conc abf(x)dx acf(x)dx  cbf(x)dx .

例1. 121xx1dx
例2. 0212xx2 dx

qindlute's notes