Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

А.Н.Шерстнев - Математический анализ

..pdf
Скачиваний:
30
Добавлен:
12.03.2015
Размер:
2.83 Mб
Скачать

SU]ESTWUET TTOGDA 8" > 0

9c < b 8x; y 2 (c; b)

(j F (x) , F (y) j< ").

oSTALOSX ZAMETITX, ^TO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

x

y

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j F (x) , F (y) j=j Za

,(Za +Zx ) j=j

Zx

f (t)dt j :

 

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. [fORMULA nX@TONA-lEJBNICA]. pUSTX F

: [a; b) ! R NEPRERYWNA,

b

2

R

[ f

+ , SU]ESTWUET F

(b

,

) =

lim F (x); F 0(x) (a < x < b) NE-

 

 

1g

 

 

 

 

 

x b

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!

 

b

 

 

 

 

 

 

PRERYWNA, PRI^EM OPREDELENO F0(a+). tOGDA Za F

0(t) dt = F (b,) , F (a),

GDE INTEGRAL W LEWOJ ^ASTI RAWENSTWA, WOZMOVNO, IMEET OSOBENNOSTX

W PRAWOM KONCE.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

eSLI INTEGRAL

ZabF0(t)dt SOBSTWENNYJ, TO FORMULA DOKAZANA RANEE

(SM. 52.1). pUSTX IMEETSQ OSOBENNOSTX W TO^KE b. iZ FORMULY nX@TONA-

lEJBNICA DLQ INTEGRALOW rIMANA IMEEM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F (b

,

)

,

F (a) =

lim [F (x)

,

F (a)] =

lim

xF 0(t)dt =

bF0(t) dt:

 

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x!b,

 

 

 

 

x!b, Za

 

 

 

Za

5. u P R A V N E N I E. nAPISATX FORMULU nX@TONA-lEJBNICA DLQ INTEGRALA S OSOBENNOSTX@ W LEWOM KONCE I DATX EE WYWOD.

6. p R I M E R. fUNKCIQ F (x) = 2px NEPRERYWNA NA [0,1] I F 0(x) =

x,1=2 NEPRERYWNA NA (0; 1); F 0(1,) = 1, TAK ^TO Z 1x,1=2 dx = 2pxj10 = 2:

0

x128. iNTEGRALY OT NEOTRICATELXNYH FUNKCIJ

iZU^ENIE PRIZNAKOW SHODIMOSTI INTEGRALOW S OSOBENNOSTX@ NA^NEMSO SLU^AQ INTEGRALOW OT NEOTRICATELXNYH FUNKCIJ.

1. w \TOM x WS@DU PREDPOLAGAETSQ, ^TO PROMEVUTOK [a; b), WOZMOVNO, NEOGRANI^EN SPRAWA, FUNKCII f(t); g(t) (a t < b) NEOTRICATELXNY, I INTEGRALY

 

b

b

 

( )

Za

f(t) dt; Za

g(t) dt

IME@T OSOBENNOSTI W PRAWOM KONCE. w SLU^AE NEOTRICATELXNOJ FUNKCII f

BUDEM PISATX Z bf (t)dt < +1, ESLI \TOT INTEGRAL SHODITSQ. w UKAZANNYH SOGLA[ENIQH: a

201

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. fUNKCIQ F (x) Za

f(t) dt (a

x < b) NE UBYWAET. pRI \TOM F (x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OGRANI^ENA TTOGDA Za f(t)dt < +1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. pUSTX f (t) g(t) (a t < b). tOGDA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

b

 

(A) Za g(t)dt < +1 ) Za f (t)dt < +1; PRI \TOM Za f (t)dt

Za g(t) dt,

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

(B) ESLI Za f(t) dt RASHODITSQ, TO RASHODITSQ I Za g(t) dt.

 

 

 

 

 

 

 

 

4. pUSTX g(t) > 0

I lim f (t)

=

> 0. tOGDA INTEGRALY (

 

) SHODQTSQ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t!b, g(t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ILI RASHODQTSQ ODNOWREMENNO.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

dOKAVEM P. 3(A) I ^ASTX P. 4 (OSTALXNYE UTWERVDENIQ { (!!)).

 

 

 

 

eSLI

 

g(t) dt < +

 

, TO SU]ESTWUET M = lim

g(t) dt. iZ NERAWEN-

STWA Za

x

Za

x

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x!b, Zxa

 

 

 

 

 

 

f(t) dt

Za

g(t)dt (x < b) SLEDUET, ^TO

Za

f(t) dt M (x < b).

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Za

 

x!b, Za

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pO\TOMU

 

f(t) dt =

 

lim

 

 

f(t) dt

 

 

 

M < + .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w USLOWIQH P. 4 PUSTX " (0 < " < ) PROIZWOLXNO. tOGDA SU]ESTWUET

c < b, ^TO , " <

 

f(t)

 

< + " (c < t < b), TO ESTX ( , ")g(t) <

 

g(t)

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

b

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Za

 

 

 

 

f (t) < ( + ")g(t) (c < t < b). pUSTX, NAPRIMER,

 

f(t) dt < +

 

 

. tOGDA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zc

f (t)dt < +1 I Zc

 

gb (t)dt , "Zc

f (t)dt <

+1. s U^ETOM

126.3

OTS@DA SLEDUET, ^TO

 

Za g(t)dt < +1:

 

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+1

e,x

 

 

 

 

1

 

f

 

 

 

 

 

e,x

 

 

 

 

x

5. p R I M E R.

Z1

 

 

 

x

 

 

 

 

 

.

pOLOVIM W P. 3 f (x) =

 

x ; g(x) =

 

 

 

 

 

 

 

dx < +

 

 

 

 

e, (1 x < +1).g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. u P R A V N E N I E.

iSSLEDOWATX NA SHODIMOSTX SLEDU@]IE INTEG-

 

 

 

 

+1

arctg x

 

 

 

 

 

+1 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RALY

Z1

 

x

dx;

Z1

 

x e,

 

 

dx ( ; > 0).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

202

x129. sWQZX NESOBSTWENNYH INTEGRALOW S RQDAMI

1. ~ITATELX, NESOMNENNO, UVE ZAMETIL ANALOGI@ MEVDU INTEGRALAMI S OSOBENNOSTX@ I ^ISLOWYMI RQDAMI. oTMETIM RQD TO^NYH UTWERVDENIJ NA \TOT S^ET• . pUSTX INTEGRAL

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1)

 

 

 

 

 

 

 

Za

f (t)dt

 

 

 

 

 

 

 

 

IMEET OSOBENNOSTX W TO^KE b

2 R[f+1g I POSLEDOWATELXNOSTX xn TAKOWA,

^TO a = x0 < x1 < x2 < : : : ;

xn ! b. rASSMOTRIM RQD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

xj

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2)

 

 

 

 

 

 

 

X

f (t) dt:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j=1 Zxj,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. eSLI INTEGRAL (1) SHODITSQ, TO SHODITSQ I RQD (2), PRI^EM

 

 

 

 

 

Z

 

b

 

 

X Z

xj

 

 

 

 

 

 

 

 

(3)

 

 

 

 

 

 

f (t) dt = 1

 

f (t)dt:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

j=1

xj,1

 

 

 

 

 

iMEEM

xj

 

 

 

 

 

 

xj

 

 

x1

 

x2

 

xn

 

1

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

f (t)dt

=

lim

 

 

f (t)dt = lim[

+

 

+ : : : +

 

]

j=1 Zxj,1

j=1 Zxj,1

Zx1

Zxn,1

 

 

n

 

 

 

n Zx0

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

xn

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Za

 

Za

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

=

lim

P f(t) dt =

 

f (t)dt:

 

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

oBRATNOE UTWERVDENIE, WOOB]E GOWORQ, NEWERNO. oDNAKO:

3. eSLI f (x)

0 (a x < b), TO IZ SHODIMOSTI RQDA (2) SLEDU@T

SHODIMOSTX INTEGRALA (1) I RAWENSTWO (3).

 

 

 

 

 

1

xj

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pUSTX s = j=1 Zxj,1 f (t)dt I x 2 (a; b) PROIZWOLXNO. tOGDA NAJDETSQ

n,

^TO x < xn, I SLEDOWATELXNOP

 

 

 

 

 

 

 

 

x

x

xn

 

xn

 

 

 

Za

f(t) dt Za

+ Zx

= Za

f (t)dt;

 

 

x

n

xj

 

 

 

 

 

 

TO ESTX Za

f (t)dt jP=1 Zxj,1 f(t) dt. oSTAETSQ U^ESTX 128.2.

 

>

 

 

 

 

 

iNTEGRALXNYJ PRIZNAK SHODIMOSTI ^ISLOWOGO RQDA 59.1 MOVNO SFOR- MULIROWATX W TERMINAH INTEGRALA S OSOBENNOSTX@:

203

SQ , ESLI SHODITSQ INTEGRAL

 

+

4. eSLI FUNKCIQ f (x)

0 (x 0) NE WOZRASTAET, TO INTEGRAL

Z

 

1

f(t) dt I RQD

1

f(j) SHODQTSQ ILI RASHODQTSQ ODNOWREMENNO.

0

 

 

 

 

j=1

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

x130. aBSOL@TNO SHODQ]IESQ INTEGRALY

 

 

1. iNTEGRAL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

(1)

 

 

 

 

Za

f(t) dt;

IME@]IJ OSOBENNOSTX W PRAWOM KONCE, NAZYWAETSQ ABSOL@TNO SHODQ]IM-

Z bjf (t)j dt.

a

2. eSLI INTEGRAL SHODITSQ ABSOL@TNO, TO ON SHODITSQ.

b

 

 

 

 

 

pUSTX Za jf(t)j dt < +1. w SILU KRITERIQ kO[I 127.3

 

 

 

 

y

 

8" > 0 9c < b 8x; y (c < x < y < b) (Zx

jf (t)j dt < "):

 

 

y

 

y

(t)j dt < ". sNOWA W SILU

nO TOGDA DLQ UKAZANNYH x; y :

 

Zx

f(t) dt

Zx jf

 

 

 

 

 

KRITERIQ kO[I \TO OZNA^AET, ^TO INTEGRAL (1) SHODITSQ. >

kAK MY UWIDIM NIVE, IZ SHODIMOSTI INTEGRALA (1) EGO ABSOL@TNAQ SHODIMOSTX NE SLEDUET. pO\TOMU POLEZNO RASPOLAGATX PRIZNAKAMI SHODI- MOSTI BOLEE TONKIMI, ^EM PRIZNAKI DLQ INTEGRALOW OT ZNAKOPOSTOQNNYH FUNKCIJ. pRIWEDEM DWA POLEZNYH NA PRAKTIKE PRIZNAKA, KOTORYE W BOLEE OB]EJ FORME BUDUT DOKAZANY NIVE (SM. 135.4).

3. pUSTX b 2 R[ f+1g, INTEGRAL J = Z bf (t)g(t)dt IMEET EDINST-

WENNU@ OSOBENNOSTX W TO^KE b 2 R[ f+1g,a PRI^EM f NEPRERYWNA, A g NEPRERYWNO DIFFERENCIRUEMA NA [a; b). pUSTX, KROME TOGO, WYPOLNENY USLOWIQ (PRIZNAK dIRIHLE)

1D) FUNKCIQ F (x) = Z xf(t) dt (a x < b) OGRANI^ENA,

a

2D) g(t) UBYWAET I lim g(t) = 0;

t!b,

LIBO WYPOLNENY USLOWIQ (PRIZNAK aBELQ)

1A) INTEGRAL Z bf(t) dt SHODITSQ,

a

204

2A) g OGRANI^ENA I MONOTONNA; | TOGDA INTEGRAL J SHODITSQ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+1

sin t

 

 

 

 

 

4. p R I M E R. iSSLEDUEM NA SHODIMOSTX Z0

t

 

dt. tAK KAK W LEWOM

KONCE OSOBENNOSTI NET, DOSTATO^NO ISSLEDOWATX NA SHODIMOSTX INTEGRAL

+1

sin t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z1

 

t

 

 

 

dt. pOLOVIM f (t) = sin t; g(t) = 1=t (t

1), I MY NAHODIMSQ

W USLOWIQH PRIZNAKA dIRIHLE. iTAK, INTEGRAL SHODITSQ. oDNAKO ON NE

SHODITSQ ABSOL@TNO.

f

dOSTATO^NO POKAZATX (SM. 129.2), ^TO RASHODITSQ

 

P

Z

 

 

(k+1)

j sint tj

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RQD

1

 

k

dt. |TO SLEDUET IZ OCENKI

 

 

 

 

 

 

 

 

k=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(k+1)

sin t

 

 

1

(k+1)

 

 

 

2

1

 

 

 

 

Zk

 

j t

j

dt

 

Zk

j sin tj dt =

 

 

 

:g

 

 

 

 

(k + 1)

 

k + 1

u P R A V N E N I Q. sLEDU@]IE INTEGRALY ISSLEDOWATX NA SHODIMOSTX (W TOM ^ISLE ABSOL@TNU@):

 

+1

 

cost

 

 

 

5. Z0

 

a2 + t2

dt.

 

 

 

Z1

+1

sint

 

 

f

 

6.

t dt ( > 0).

oTWET: PRI > 1 SHODIMOSTX ABSOL@TNAQ,

 

 

PRI 1 | NEABSOL@TNAQ.g

x131. nESOBSTWENNYE INTEGRALY (OB]IJ SLU^AJ)

dO SIH POR MY IMELI DELO S INTEGRALAMI, IME@]IMI EDINSTWENNU@ OSOBENNOSTX W ODNOM IZ KONCOW. pRIWEDEM TEPERX OB]EE OPREDELENIE.

 

1. pUSTX a; b 2 R[ f 1g. fORMALXNYJ SIMWOL

 

 

b

 

 

 

 

 

(1)

 

Za

f (t)dt

 

 

NAZYWAETSQ NESOBSTWENNYM INTEGRALOM,

 

ESLI SU]ESTWUET RAZLOVENIE

c(ja = c0 < c1 < : : : < cn = b)

TAKOE

,

^TO KAVDYJ IZ INTEGRALOW

 

 

 

Zcj,1 f (t)dt (1 j n) IMEET OSOBENNOSTX W ODNOM IZ KONCOW. pRI \TOM

INTEGRAL (1) NAZYWAETSQ SHODQ]IMSQ, ESLI SHODITSQ KAVDYJ IZ INTEGRA-

 

cj

 

 

 

 

 

 

LOW Zcj,1 f(t) dt. w \TOM SLU^AE

 

 

 

 

 

 

 

b

n

 

cj

 

 

 

Z

X Z

 

 

(2)

a f (t)dt

cj,1

f(t) dt:

 

j=1

205

eSLI HOTQ BY ODIN IZ INTEGRALOW Z cj f (t) dt RASHODITSQ, TO INTEGRAL (1)

NAZYWAETSQ RASHODQ]IMSQ.

cj,1

z A M E ^ A N I Q. 2. rAWENSTWO (2) KORREKTNO, TO ESTX EGO PRAWAQ ^ASTX NE ZAWISIT OT RAZLOVENIQ . fpOQSNIM \TO NA PRIMERE INTEGRALA (1) S DWUMQ OSOBENNOSTQMI W TO^KAH a I b. pUSTX a < c < c0 < b. tOGDA

c

b

 

c

 

c0 b

 

c

c0

b

c0

b

Za

+ Zc

= Za

+

Zc

+ Zc0

! =

Za

+ Zc

! + Zc0

= Za

+ Zc0 ;

TAK KAK Z c0 f(t) dt | OBY^NYJ (SOBSTWENNYJ) INTEGRAL rIMANA.g

c

3. w SLU^AE INTEGRALA S OSOBENNOSTX@ WNUTRI PROMEVUTKA INTEGRIROWANIQ SLEDUET SDELATX ODNO PREDOSTEREVENIE. pUSTX INTEGRAL (1) IMEET EDINSTWENNU@ OSOBENNOSTX W TO^KE c (a < c < b). dLQ ISSLEDOWANIQ EGO NA SHODIMOSTX MY DOLVNY USTANOWITX SU]ESTWOWANIE PREDELOW

 

c,"

 

b

 

(3)

lim

f(t) dt;

lim

f (t) dt:

 

"!0+ Za

 

"!0+ Zc+"

 

|TO, ODNAKO, NE \KWIWALENTNO SU]ESTWOWANI@ PREDELA

 

 

c,"

 

b

 

 

 

(4)

lim

"Za

f(t) dt +

Zc+"

f (t)dt

#

;

 

"!0+

 

 

 

KAK MOVET POKAZATXSQ NA PERWYJ WZGLQD. iZ SU]ESTWOWANIQ (3) SLEDUET SU]ESTWOWANIE (4) I ZNA^ENIE INTEGRALA (1) SOWPADAET S PREDELOM (4). oDNAKO IZ SU]ESTWOWANIQ (4) E]E• NE SLEDUET SU]ESTWOWANIE (3). sU]ESTWOWANIE PREDELOW (3) SLEDUET IZ SU]ESTWOWANIQ PREDELA

(5)

lim

"Za

c," f(t) dt +

b

f (t)dt

#

 

"; !0+

 

Zc+

 

W SMYSLE PREDELA FUNKCIJ DWUH PEREMENNYH (SM. x66). tEM NE MENEE, ESLI (4) SU]ESTWUET, TO GOWORQT, ^TO INTEGRAL (1) SU]ESTWUET W SMYSLE GLAWNOGO ZNA^ENIQ (valeur principale):

 

b

"!0+

"Za

c,"

b

#

 

 

Za

 

Zc+"

 

v.p.

f (t)dt

lim

 

f(t) dt +

f (t) dt

 

:

206

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+1

 

 

 

 

 

 

aNALOGI^NO, ESLI INTEGRAL Z,1 f(t) dt IMEET OSOBENNOSTX LI[X NA KON-

 

,1

1

 

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+N

 

 

 

 

CAH

 

I +

, TO POD GLAWNYM ZNA^ENIEM PONIMAETSQ PREDEL (ESLI ON

SU]ESTWUET) v.p.

Z,1

f

(t)dt

 

 

 

lim

f (t)dt.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N!+1 Z,N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

dx

 

 

 

 

 

 

4. p R I M E R. iNTEGRAL Z,1

 

x

RASHODITSQ, TAK KAK RASHODITSQ KAV-

 

 

 

 

 

0

dx

 

 

1

dx

 

 

 

 

 

 

 

DYJ IZ INTEGRALOW Z,1

x ;

Z0

 

x

 

. oDNAKO,

 

 

 

 

 

 

 

v.p.

 

1

dx

=

 

lim

," dx

+

1 dx

#

= 0:

 

 

 

Z,1 x

 

 

Z" x

 

 

 

 

 

 

 

"!0+ "Z,1 x

 

 

x132. kRATNYE NESOBSTWENNYE INTEGRALY

mY PRIWEDEMNE SAMOE OB]EE OPREDELENIE KRATNOGO INTEGRALA S OSO- BENNOSTX@. oDNAKO EGO WPOLNE DOSTATO^NO DLQ BOLX[INSTWA PRILOVENIJ.

1.mNOVESTWO Rn NAZOWEMLOKALXNO J-IZMERIMYM , ESLI J -IZMERIMO KAVDOE MNOVESTWO WIDA Br ( )\ (r > 0). o^EWIDNO, WSQKOE J -IZMERIMOE MNOVESTWO, BUDU^I OGRANI^ENNYM, LOKALXNO J-IZMERIMO.

2.pUSTX ( Rn )J -IZMERIMO I NEWYROVDENO (SM. 118.2), x0 2 , I f : R NE OGRANI^ENA NA , PRI^EMDLQ L@BOGO " > 0 INTEGRAL!

Z

f (x) dx OPREDELENKAK INTEGRAL rIMANA. fORMALXNYJ SIMWOL

nB"(x0)

 

(1)

Z f(x)dx

 

 

NAZYWAETSQ INTEGRALOM S OSOBENNOSTX@ W TO^KE x0. iNTEGRAL (1) NA-

ZYWAETSQ SHODQ]IMSQ, ESLI SU]ESTWUET PREDEL

(2)

 

 

 

lim

Z

f(x)dx:

 

 

 

 

"!0+

 

 

 

 

 

 

nB"(x0)

 

pRI \TOM

Z

f (x) dx

lim

Z

f (x)dx. eSLI PREDEL (2) NE SU]ESTWUET,

 

 

"!0+

 

 

 

 

 

 

nB"(x0)

 

TO INTEGRAL (1) NAZYWAETSQ RASHODQ]IMSQ.

207

pUSTX TEPERX NEOGRANI^ENNOE MNOVESTWO (Rn) LOKALXNO J-IZMERI- MO, PRI^EM MNOVESTWO Br ( )\ NEWYROVDENO, KOLX SKORO m(Br ( )\ ) > 0. pUSTX f : ! R INTEGRIRUEMA PO rIMANU PO L@BOMU MNOVESTWU WIDA Br( )\ . w \TOM SLU^AE (1) NAZYWAETSQ INTEGRALOM S OSOBENNOSTX@ W 1. iNTEGRAL (1) NAZYWAETSQ SHODQ]IMSQ, ESLI SU]ESTWUET PREDEL

r!+1

Z

Z

 

lim

 

f (x)dx (

f (x) dx):

 

Br( )\

 

 

pODOBNO ODNOMERNOMU SLU^A@ OPREDELQETSQ INTEGRAL S KONE^NYM ^ISLOM OSOBENNOSTEJ (NESOBSTWENNYJ INTEGRAL).

z A M E ^ A N I Q. 3. dANNOE OPREDELENIE SHODQ]EGOSQ INTEGRALA S OSO- BENNOSTX@ NE SWODITSQ K SOOTWETSTWU@]EMU OPREDELENI@ W ODNOMERNOM SLU^AE (126.1, 131.1). w SLU^AE OSOBENNOSTI WNUTRI PROMEVUTKA INTEG-

RIROWANIQ PRIWEDENNOE

ZDESX OPREDELENIE DAST NAM INTEGRAL W SMYSLE

GLAWNOGO ZNA^ENIQ.

 

 

Z

 

 

4. eSLI INTEGRAL (1)

SHODITSQ, TO

lim

f(x) dx = 0, KOGDA OSO-

 

 

 

 

"!0+

 

 

 

 

 

 

 

\B"(x0)

 

 

BENNOSTX W x0

 

,, I

lim

f (x) dx = 0, KOGDA OSOBENNOSTX W

 

2

 

N!+1 nBZN ( )

 

 

 

 

1. oTMETIM, ^TO INTEGRALY, STOQ]IE W LEWYH ^ASTQH PRIWEDENNYH

RA-

WENSTW, NESOBSTWENNYE.

 

 

 

 

 

oTMETIM NEKOTORYE SWOJSTWA WWEDENNOGOPONQTIQ.

5.pUSTX INTEGRALY Z f (x) dx; Z g(x) dx IME@T EDINSTWENNU@ OSO-

,I SHODQTSQ. tOGDA SHODITSQ INTEGRALBENNOSTX W TO^KE x0 2 [f1g

Z [ f (x) + g(x)] dx, PRI^EM

Z

[ f(x) + g(x)] dx = Z

f (x) dx + Z g(x) dx ( ; 2 R):

 

 

 

6. eSLI f(x) 0 (x 2

) I SU]ESTWUET KONSTANTA C > 0 TAKAQ,

^TO

Z

f(x) dx C PRI L@BOM " > 0, TO INTEGRAL (1) S EDINST-

 

nB"

(x0)

 

WENNOJ OSOBENNOSTX@ W TO^KE x0 2 , SHODITSQ. (|TO SWOJSTWO LEGKO SFORMULIROWATX DLQ SLU^AQ x0 = 1.)

208

kRITERIJ kO[I

SLU^AJ OSOBENNOSTI

x0

2

, )].

iNTEGRAL

(1)

7. [

(

 

 

SHODITSQ TTOGDA

 

 

 

 

 

 

 

8" > 0 9 > 0 8r; s r < s < ) j

Z

 

 

f (x) dxj < " :

 

 

[Bs(x0)nBr(x0)]\

 

 

 

8. gOWORQT, ^TO NESOBSTWENNYJ INTEGRAL (1) SHODITSQ ABSOL@TNO, ES- LI SHODITSQ INTEGRAL Z jf (x)j dx. oTMETIM, ^TO ESLI INTEGRAL SHODITSQ

ABSOL@TNO, TO ON SHODITSQ.

nAPRIMER, W SLU^AE EDINSTWENNOJ OSOBENNOSTI W TO^KE x0 2 , \TO

SLEDUET IZ P. 7 I OCENKI

 

 

j

Z

f (x) dxj

Z

jf (x)j dx (r < s):

[Bs(x0)nBr(x0)]\

 

[Bs(x0)nBr(x0)]\

 

p R I M E R Y. 9. iNTEGRAL J = Z Z Z (x2 + y2 + z2), dxdydz( > 0),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

GDE = f(x; y; z) : x2 + y2 + z2 1g, IMEET EDINSTWENNU@ OSOBENNOSTX W

TO^KE (0; 0; 0). pRI \TOM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

Z Z Z

(x2 + y2 + z2 ), dxdydz

 

 

 

 

 

 

 

 

"!0+

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\B"( )

 

 

 

 

1r2,2 dr

 

=2

 

 

 

2 dt =

 

 

1r2,2 dr.

 

 

 

 

 

=

lim

 

cos 'd'

lim 4

 

 

 

 

 

 

 

"!0+ Z"

 

 

Z, =2

 

 

Z0

 

"!0+

 

Z"

 

iTAK, J SHODITSQ PRI < 3=2 I RASHODITSQ PRI 3=2:

 

 

 

10. wY^ISLIM

 

+1e,x2 dx S ISPOLXZOWANIEM DWOJNOGO NESOBSTWENNOGO

INTEGRALA:

 

 

Z0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+1

e,

x2

dx

=

 

 

lim [

N N

x2

,

y2

dxdy]

1=2

=

lim [

=2

 

N

r2 1=2

 

 

 

 

e,

 

 

 

 

d'

 

re,

]

Z0

 

 

 

 

N!+1 Z0

Z0

 

 

 

 

 

 

 

 

R!+1 Z0

Z0

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

2 :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11. u P R A V N E N I E. dLQ > 0 ISSLEDOWATX NA SHODIMOSTX INTEGRAL

Z Z Z (x2 + y2 + z2), dxdydz, GDE = f(x; y; z) : x2 + y2 + z2

1g.

 

 

209

integraly, zawisq}ie ot parametra

x133. nEPRERYWNOSTX SOBSTWENNYH INTEGRALOW PO

PARAMETRU

1. pRI SWEDENII KRATNYH INTEGRALOW K POWTORNYM MY WSTRE^ALISX S INTEGRALAMI WIDA

( ) F (x1; : : : ; xn) = Z f(x1; : : : ; xn; y1; : : : ; ym) dy1 : : : dym:

00

zDESX 00 Rm, A WEKTOR x = (x1; : : : ; xn ) NE ZAWISIT OT PEREMENNYH y1; : : : ; ym I IGRAET ROLX PARAMETRA. nASTOQ]IJ RAZDEL POSWQ]ENIZU^E- NI@ FUNKCIJ, ZADANNYH INTEGRALAMI UKAZANNOGO WIDA (WOZMOVNO, NE- SOBSTWENNYMI). nAS BUDUT INTERESOWATX WOPROSY TAKOGO SORTA: BUDET LI

NEPRERYWNA FUNKCIQ F , ESLI NEPRERYWNA f? SU]ESTWUET LI @x@Fj , ESLI SU]ESTWUET @x@fj ? SPRAWEDLIWO LI RAWENSTWO

@x@Fj (x1; : : : ; xn ) = Z00 @x@fj (x1; : : : ; xn; y1; : : : ; ym) dy1 : : : d ym ?

I T. D. nA^NEMIZU^ENIE SO SLU^AQ SOBSTWENNYH INTEGRALOW.

2. pUSTX MNOVESTWA 0 Rn; 00 Rm KOMPAKTNY, 00 J-IZMERIMO,= 0 00 ( Rn+m) I f : ! R NEPRERYWNA. tOGDA FUNKCIQ F, ZADAN- NAQ RAWENSTWOM ( ), TAKVE NEPRERYWNA.

uTWERVDENIE O^EWIDNO, ESLI m( 00) = 0. pUSTX m( 00) > 0: mNOVESTWO

0 00 KOMPAKTNO W Rn+m (SM. x107), TAK ^TO FUNKCIQ f RAWNOMERNO NE- PRERYWNA NA , TO ESTX (OBOZNA^AQ x = (x1; : : : ; xn ); y = (y1; : : : ; ym); z = (x; y) 2 Rn+m)

"

8" > 0 9 > 0 8z; z1 2 (kz , z1k < ) jf (z) , f (z1 )j < m( 00)): eSLI TEPERX kx , x1k < (x; x1 2 0), TO DLQ WEKTOROW z = (x; y); z1 =

210