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当前位置:电子发烧友网 > 图书频道 > 电子 > 《高等数学》 > 第5章 定积分

第2节 定积分近似计算与广义积分

5.2.1 定积分的近似计算

在应用问题中常遇到要求定积分的数值,但f(x)的原函数根本不能普通的初等函数表示出来。例如等,所以提出了积分的近似计算问题。

定积分近似计算公式的原理:求定积分就是求面积,近似计算公式是对面积的近似求法。

此处介绍抛物线法

原理:实质上是用抛物线逼近曲线段,如图由此可推出。此公式称为辛卜生公式。

近似计算方法很多,但实质上多是曲线逼近(见数值分析)。

 

5.2.2 无穷限的广义积分

定义1 设函数f(x)在区间[a , +¥ )上连续,取b>a,若极限

存在,则称此极限为函数f(x)在无穷区间[a , +¥ )上的广义积分,记作

,即 。              (1)

这时也称广义积分收敛;若上述极限不存在,称为广义积分发散。

类似地,若极限存在,则称广义积分收敛。

设函数f(x)在区间(-¥ ,+¥ )上连续,如果广义积分都收敛,则称上述两广义积分之和为函数f(x)在无穷区间(-¥ , +¥ )上的广义积分,记作,也称广义积分收敛;否则就称广义积分发散。

上述广义积分统称为无穷限的广义积分。

例1 证明广义积分(a>0)当p>1时收敛,当p£ 1时发散。

证 当p = 1时,

,

当p¹ 1时,

因此,当p > 1时,这广义积分收敛,其值为;当p£ 1时,这广义积分发散。

5.2.3 无界函数的广义积分

现在我们把定积分推广到被积函数为无界函数的情形。

定义2 设函数f(x)在(a,b]上连续,而在点a的右领域内无界,取,如果极限 存在,则称此极限为函数f(x)在(a,b]上的广义积分,仍然记作,这时也称广义积分收敛。

类似地,设函数f(x)在[a,b]上除点c(a<c<b)外连续,而在点c的领域内无界,如果两个广义积分都收敛,则定义

;   (2)

否则,就称广义积分发散。

例2 证明广义积分当q < 1时收敛,当q ³ 1时发散。

证 当q = 1时,

当q ¹ 1时,

因此,当q < 1时,这广义积分收敛,其值为;当q ³ 1时,这广义积分发散。