反常积分--无穷积分教案

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引入复习

定积分dx x f b

a )(⎰满足:

(1)[]b a ,是有限闭区间 (2))(x f 是[]b a ,上的有界函数

则称此积分为常积分.当这两个条件至少有一个不满足时称为反常积分. 其中无限区间上的反常积分称为无穷积分,无界函数的反常积分称为瑕积分。 新课讲授

1.无穷积分的定义:设函数)(x f 在区间[)+∞,a 上有定义,符号dx x f a

)(+∞⎰表示函数)(x f 的无穷积分.对R b ∈∀,且a b >,函数)(x f 在[]b a ,上可积.若极限

dx x f b a b )(lim ⎰+∞

存在(不存在),则称无穷积分dx x f a )(+∞⎰收敛(发散),其极限称为无穷积分dx x f a

)(+∞⎰(的值),即 =⎰+∞dx x f a )(dx x f b a b )(lim ⎰+∞

同理可定义 =⎰∞-dx x f b

)(dx x f b

a a )(lim ⎰-∞

=⎰+∞∞-dx x f )(+⎰∞-dx x f c

)(dx x f c

)(+∞⎰(c 为任意取定的常数)

并且只有当无穷积分dx x f c )(∞-⎰和dx x f c )(+∞

⎰都收敛时,才称无穷积分dx x f )(+∞∞-⎰

收敛,否则称为发散。

2.无穷积分的计算:(以无穷积分dx x f a

)(+∞

⎰的计算为例)

(1)定义法:先计算定积分dx x f b a )(⎰,再令+∞→b ,求出dx x f a )(+∞

(2)推广的牛顿-莱布尼兹公式:

)()(lim )()(a F x F x F dx x f x a a -=⎰=⎰+∞

→+∞+∞

=⎰∞-dx x f b )()(lim )()(x F b F x F x b -∞

→∞--=⎰

=⎰+∞∞-dx x f )()(lim )(lim )(x F x F x F x x -∞

→+∞

→+∞∞--=⎰

例题剖析

例1、 计算下列无穷积分 (1)dx x 20

11+⎰∞- (2)dx x x 1sin 12

2∞+⎰π

例2、证明无穷积分)0(1

>⎰∞

+a dx x

p a 当1>p 时收敛,当1≤p 时发散.

巩固练习

判断下列无穷积分是否收敛,若收敛算出它的值.

(1) dx e x -+∞⎰0 (2) dx xe x

-+∞⎰0

(3) dx x x ln e

1

+⎰ (4) dx x x 4

01+⎰∞

+

课堂小结

同学们需要理解无穷积分的概念,并能够运用定义或推广的牛顿-莱布尼兹公式计算无穷积分。

试讲教案

试讲题目:反常积分

应聘岗位:公共基础学院-数学教师

应聘者:郑艳影

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