数学分析第十二章反常积分自测题解答

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数学分析第十二章反常积分自测题解答

一、判断题 (每小题2分,共12分)

( √ )1. 若无穷积分()d a f x x +∞

⎰收敛, 则无穷积分()d a f x x +∞

⎰也收敛. ( × )2. a

x x a

1

d 2=⎰+∞

)0(≠a . ( √ )3. 无穷积分1

sin d x

x x

+∞

⎰发散. ( × )4. 设a 是非负函数)(x f 的瑕点,且+∞<=+

→d x f x a x )(lim λ,1<λ,则瑕

积分⎰b

a x x f d )( 收敛.

( √ )5.在[()()] d a f x g x x +∞

+⎰收敛的条件下,()d a f x x +∞

⎰可能发散. ( × )6. 若无穷积分()d a f x x +∞

⎰收敛,则无穷积分2()d a f x x +∞

⎰也收敛. 注:2. 当0

)(x x f =

的瑕点,且瑕积分⎰0 2d a x

x 发散. 4. 当a 是)(x f 的瑕点时,判别瑕积分的敛散性要考虑极限

)()(lim x f a x a

x λ-+→.

二、选择题 (每小题2分, 共10分) 1.下列结论或运算正确的是( C ). A. 23

11

d d x x x x +∞

+∞

<⎰⎰ B. 由于21x x +是奇函数,故2d 01x

x x +∞-∞=+⎰.

C.

4

d 01x x x +∞

-∞=+⎰ D. 由于arctan x

x

是偶函数,故0arctan arctan d 2d x x

x x x x +∞+∞-∞=⎰⎰.

注:无穷积分 2

1d x x +∞⎰,3

1

d x x +∞

⎰,2d 1x

x x +∞

-∞+⎰, 0arctan d x x x +∞⎰均发散;

而24 0

01πd arctan 124x x x x +∞+∞

==+⎰, 0

0241πd arctan 124x x x x -∞-∞

==-+⎰. 2.()d f x x +∞

-∞

⎰收敛是0

()d f x x +∞

与0

()d f x x -∞

都收敛的( A ).

A.充要条件

B.必要条件

C.充分条件

D.无关条件 3.下列广义积分中发散的是( D ).

A. 211

d x x +∞

B. 1x ⎰

C. 1x ⎰

D. 101d 1x x -⎰ 4. 2

21

1

d x x

-=⎰( D ). A. 32

- B. 12

C. 12

- D. 不存在

5. 1

x +∞

=⎰( B ).

A. 0

B. 2π

C. 4

π D. 不存在

: 1

1

1

1)x x x +∞

+∞

+∞

==⎰⎰

11πarcsin 2x +∞

=-=. 三、填空题 (每小题2分,共10分)

1. a 是函数)(x f 的瑕点⇔)(x f 在点a 的任意邻域无界.

2. 无穷积分()d f x x +∞-∞⎰发散⇔∃R C ∈, ()d c f x x +∞⎰与 ()d c

f x x -∞⎰之一发散. 3. 瑕积分 ⎰-2

1

)

2(d λ

x x

当 λ满足1<λ时收敛. 4. 当1≤λ时, 无穷积分x x d )

1(1

2⎰+∞

发散. 5. 无穷积分 x x

x

d sin 1⎰+∞

λ当 λ满足10≤<λ时条件收敛, 当 λ满足1>λ时绝对收敛.

四、求下列反常积分(每小题5分,共30分) 1. 2

1

d 93x x

+∞

-∞

+⎰. 解: 由定义

22 0

011π

d lim d lim 9393992

p

p p p x x x x +∞

→+∞→+∞===

++⎰⎰,

022 11d lim d lim 9393q q q q

x x x x -∞→-∞→-∞===

++⎰⎰ 故

0222 0111d d d 939393x x x x x x +∞

+∞-∞

-∞=+=+++⎰⎰⎰. 2. 2 1

1

d (1)

x x x +∞

+⎰ .

解:

22

2 1

1

1111d ()d ln ln(1)ln ln (1)

12x x x x x x x x x +∞

+∞

+∞

⎡⎤

=-=-+==⎢⎥++⎣⎦⎰⎰

.

3. d 1x

x

e

x e

-+∞

--∞

+⎰.

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