18含參變數的反常積分

2023-01-02 22:48:06 字數 924 閱讀 8223

ch 18 含參變數的反常積分

1. 一致收斂的定義

若對任意給定的,存在(僅與有關),當, 時,對一切,成立或,就稱關於為一致收斂。

設對於上的每乙個值,以為瑕點的積分存在,如果對,存在與上的無關的,使當時,有

或成立,就稱關於在上一致收斂。

2. 一致收斂的判別法

weierstrass判別法:設有函式,使,,。如果積分收斂,那麼關於在上一致收斂。

abel判別法:設關於在上一致收斂,對單調(即對每個固定的,作為的函式是單調的)並且關於為一致有界,即存在正數,對所討論的範圍內的一切成立:,那麼積分關於在上一致收斂。

dirichlet判別法:設積分對於和一致有界,即存在正數,使對上述的,成立。又對單調,並且當時,關於上的一致趨於零,即對任意給定的正數,有,當時,對一切的成立。

那麼積分關於在上一致收斂。

對其他型別的含參變數的反常積分也有類似的判別法。

3. 一致收斂積分的性質

性質1 連續性定理,設在上連續,關於在上一致收斂,那麼是關於在上的連續函式。

性質2 積分順序交換定理:設在上連續,關於在上一致收斂,那麼在上的積分可以在積分號下進行:

性質3 積分號下的求導定理:設,在上連續,存在,關於在上一致收斂,那麼的導數存在且

對無界函式的積分也有類似的結論。

4. euler積分

分別稱為第一類和第二類euler積分,或依次稱為beta函式和gamma函式。

在時連續,在(其中)一致收斂。

在時連續,在任何()上一致連續,且()。

例1.設在連續,對上每乙個,收斂,但積分在發散。證明這積分在非一致收斂。

證:(用反證法)若積分在一致連續,則,當時,對一切均有1)

由假設在連續,故是的連續函式。在式(1)中令取極限

由的任意性,所以在點也收斂,這與已知矛盾。故在非一致收斂。

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