Для связи в whatsapp +905441085890

Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования

Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования (несобственный интеграл I рода)

Пусть функция Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования непрерывна на промежутке Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования. Если существует конечный предел Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования, то его называют несобственным интегралом первого рода и обозначают Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования.

Таким образом, по определению

Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования

В этом случае говорят, что несобственный интеграл Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования сходится. Если же указанный предел не существует или он бесконечен, то говорят, что интеграл Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования расходится.

Аналогично определяется несобственный интеграл на промежутке Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования:

Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования

Несобственный интеграл с двумя бесконечными пределами определяется формулой

Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования
Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования

где Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования — произвольное число. В этом случае интеграл слева сходится лишь тогда, когда сходятся оба интеграла справа. Отметим, что если непрерывная функция Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования на промежутке Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования и интеграл Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования сходится, то он выражает площадь бесконечно длинной криволинейной трапеции (см. рис. 171).

Пример №40.1.

Вычислить несобственные интегралы или установить их расходимость: Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования

Решение:

Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования интеграл сходится;

Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования интеграл расходится, так как при Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования предел Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования не существует.

Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования, интеграл расходится.

В некоторых задачах нет необходимости вычислять интеграл; достаточно лишь знать, сходится ли он или нет.

Приведем без доказательства некоторые признаки сходимости.

Теорема 40.1 (признак сравнения). Если на промежутке Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования непрерывные функции Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования и Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования удовлетворяют условию Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования, то из сходимости интеграла Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования следует сходимость интеграла Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования, а из расходимости интеграла Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования следует расходимость интеграла Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования.

Дополнительные примеры:

На этой странице размещён полный курс лекций с примерами решения по всем разделам высшей математики:

Другие темы по высшей математике возможно вам они будут полезны:

Основные свойства определенного интеграла
Вычисления определенного интеграла
Интеграл от разрывной функции
Схемы применения определенного интеграла