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积分运算放大电路,无穷限广义积分的计算

时间:2023-05-03 09:40:01 阅读:162001 作者:3001

一、引言《人工智能数学基础—定积分6:无穷限函数的反常积分计算》介绍了无穷极限函数的异常积分概念、计算方法及收敛性判断方法,求出被积函数的原函数,按定义取极限,判断有无极限是否收敛。 除了这条路之外,还有异常积分收敛性的判断方法。 这就是本节介绍的无限域函数的异常积分审查收敛法。

审查收敛法是判断函数和级数是否收敛的方法。

二、无穷异常积分审查收敛法无穷异常积分的无穷限是指区间[a,],aR,除非另有说明,以下介绍的内容均以此为前提。

2.1、函数值大于等于0有界连续函数的无穷极限异常积分收敛定理1:设函数f(x)在区间[a,+)上连续,且f(x)0,若f(x)对应的无穷限积分上限函数:

在区间[a,+)上有上界,则下面的反常积分收敛:

这是因为f(x )为0,f ) x )在区间[a,]中单调增加,另外f ) x )在[a,]中有上限,f ) x )在区间[a,]中是单调有界函数,因此f ) x )

2.2、审核收敛原理定理2:设函数f(x)、g(x)在区间[a,+)上连续,如果0f(x)g(x)(ax+),并且g(x)在[a,+)上的无穷限反常积分收敛,那么f(x))在[a,+)上的无穷限反常积分也收敛;如果0g(x)f(x)(ax+),并且g(x)在[a,+)上的无穷限反常积分发散,那么f(x))在[a,+)上的无穷限反常积分也发散。

这个定理的证明很简单,这里就不介绍了。

2.3、比较审查法1 定理3:设函数f(x)在区间[a,+)(a0)上连续,且f(x)0,如果存在常数M0及p1,使得f(x)M/xp(ax+),那么f(x)在区间[a,+)(a0)对应的无穷限反常积分收敛;如果存在常数N0,使得f(x)N/x,那么f(x)在区间[a,+)(a0)对应的无穷限反常积分发散。

证明想法:

在《人工智能数学基础—定积分6:无穷限函数的反常积分计算》例3中,证明了函数f(x )=1/xp为[a,] (a0 )且在p1时收敛,在p1时发散,如果g(x )=A*f(x ) (x ) ) (A0 )则求证

应用案例:

2.4、极限审查收敛法1 定理4:设函数f(x)在区间[a,+)上连续,且f(x)0,如果存在常数p1,使得x-+时xpf(x)的极限存在且等于c(c小于+),那么f(x)在区间[a,+)上对应的无穷限反常积分收敛;如果x-+时xf(x)的极限存在且等于d(d0),那么f(x)在区间[a,+)对应的无穷限反常积分发散。

先读一下书的证明书吧:

老猴子花了点时间才理解这个证明。 上述证明在证明两个结论时,使用了极限的定义。 第一个结论的证明,将无限异常积分分为一个定积分和无限异常积分之和,证明了分割后该异常积分是收敛的,从而证明了整个无限异常积分是收敛的。 当证明了第二个结论时,同样被定义为极限,但证明了f(x )的反常积分发散。 感觉只是因为取的极限定义的不同,相反,根据是否取的值,结论会有所不同吧。

两个结论的证明过程相反取值,第一个只能证明f(x )大于一个收敛存在的无穷异常积分函数,但这既不能证明f ) x )收敛,也不能证明f ) x )发散,第二个是f ) x )是一个无限异常积分函数

这里的根本原因是函数f(x )=1/xp为[a,] ) a0 )时在p1时收敛,在p1时发散,所以必须用文中的方法证明才能得到可靠的结论。

应用案例:

2.5、绝对收敛定理5:设函数f(x)在区间[a,+)上连续,如果反常积分:

收敛,那么反常积分:

也收敛。

*证明构想: **(x )=(f ) x0|f )|)/2,则) x(|f ) |,得到)的异常积分收敛,但f(x )为)-|f ) |

定理5是由绝对收敛的反常积分必定收敛

应用案例:

三、本文介绍了连续函数在无穷(这里的无穷是指[a,] )区间上异常积分收敛性判断的几种方法。 有判断函数值在0以上且有界的方法、比较考虑原理、比较考虑方法1、极限考虑方法1、绝对收敛法等,这些方法可以脱离原函数判断无穷异常积分是否收敛。

>:这里比较审敛法1、极限审敛法1都带有1,是因为这两个方法对无界函数也有类似规则。

说明:

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