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关于用绝对收敛级数判别法判断反常积分敛散性的咨询

关于用绝对收敛级数判别法判断反常积分敛散性的咨询

嗨~我注意到你说没法正确写出函数,只好用Word截图来提问啦~下面就给你讲讲怎么用绝对收敛级数判别法判断反常积分的敛散性,一步步来:

  • 先明确核心逻辑:绝对收敛的反常积分本身一定收敛,这个判别法的本质是把反常积分的敛散性和正项级数的敛散性挂钩——通过找到合适的正项级数,把积分拆成对应区间上的积分和,再用级数的敛散性来推导积分的敛散性。
  • 具体操作步骤可以这样走:
    1. 先处理被积函数的绝对值$|f(x)|$,先判断绝对收敛的情况,这是最直观的切入点;
    2. 把反常积分的区间(比如$[a,+\infty)$)拆成一串递增的子区间:$[a,b_1], [b_1,b_2],...,[b_n,b_{n+1}],...$,要保证当$n$趋向无穷时,$b_n$也趋向无穷;
    3. 计算每个子区间上的积分$\int_{b_n}^{b_{n+1}} |f(x)|dx$,然后和某个正项级数$\sum_{n=1}^{\infty} a_n$做比较:
      • 如果能找到正数$M$,使得$\int_{b_n}^{b_{n+1}} |f(x)|dx \leq M a_n$,而且$\sum_{n=1}^{\infty} a_n$是收敛的,那原反常积分就绝对收敛;
      • 如果$\int_{b_n}^{b_{n+1}} |f(x)|dx \geq M a_n > 0$,同时$\sum_{n=1}^{\infty} a_n$是发散的,那$|f(x)|$的反常积分就发散,这时候你还得进一步判断原积分是不是条件收敛(也就是本身收敛但绝对值积分发散)。
  • 举个简单例子帮你理解:判断$\int_{1}^{+\infty} \frac{\sin x}{x2}dx$的敛散性。先看绝对值积分$\int_{1}{+\infty} \frac{|\sin x|}{x^2}dx$,因为$|\sin x|\leq1$,所以$\frac{|\sin x|}{x2}\leq\frac{1}{x2}$,而我们知道$\int_{1}{+\infty}\frac{1}{x2}dx$是收敛的(对应级数$\sum_{n=1}{\infty}\frac{1}{n2}$也是收敛的),所以原积分绝对收敛。

如果能把你截图里的具体函数内容描述出来,我还能帮你做更精准的分析哦~

备注:内容来源于stack exchange,提问作者Tạ Văn Trần

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