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什麼是反常積分

什麼是反常積分?

反常積分,也被稱爲廣義積分,是對普通定積分的推廣。它主要處理兩種類型的積分:一種是積分區間含有無窮上限或下限的積分,被稱爲無窮限廣義積分;另一種是被積函數在積分區間內的某點(稱爲瑕點)無界的積分,被稱爲瑕積分或無界函數的反常積分。

對於無窮限廣義積分,例如,當函數f(x)在區間[a, +∞)上有定義,並且在任意[a, A]⊂[a, +∞)上都可積時,如果極限limA→+∞∫aAf(x)dx存在,那麼反常積分∫a+∞f(x)dx被認爲是收斂的,其積分值爲該極限值;否則,該反常積分被認爲是發散的。

對於瑕積分,例如,當函數f(x)在x=b的左鄰域無界時,如果對於任意η∈(0, b-a),f(x)在區間[a, b-η]⊂[a, b]上有界可積,並且極限limη→0+∫ab−ηf(x)dx存在,那麼反常積分∫abf(x)dx被認爲是收斂的,其積分值爲該極限值;否則,該反常積分被認爲是發散的。

需要注意的是,反常積分滿足線性性、保序性和區間可加性,但不滿足乘積可積性。在計算反常積分時,可以運用線性運算、換元積分法和分部積分法等方法。