当k为何值时,反常积分∫[上+∞,下2]dx/x(lnx)^k收敛?当k为何值时,这反常积分发散?

2024-11-02 10:25:31
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回答(1):

∫(上限为正无穷,下限为2)1/x*(lnx)^kdx

=∫1/(lnx)^k d lnx (x上限为正无穷,下限为2)

=1/(1-k)∫d(lnx)^(1-k) (x上限为正无穷,下限为2)

=[1/(1-k)]*[(ln正无穷大)^(1-k)-1]

若广义积分收敛,所以1-k小于0

所以k大于1

若广义积分发散,k小于等于1

当k=1时取最小值

定积分的积分区间都是有限的,被积函数都是有界的。但在实际应用和理论研究中,还会遇到一些在无限区间上定义的函数或有限区间上的无界函数,对它们也需要考虑类似于定积分的问题。因此,有必要对定积分的概念加以推广,使之能适用于上述两类函数。

扩展资料:

对于上下限均为无穷,或被积分函数存在多个瑕点,或上述两类的混合,称为混合反常积分。对混合型反常积分,必须拆分多个积分区间,使原积分为无穷区间和无界函数两类单独的反常积分之和。

当x→+∞时,f(x)必为无穷小,并且无穷小的阶次不能低于某一尺度,才能保证收敛;当x→a+时,f(x)必为无穷大。且无穷小的阶次不能高于某一尺度,才能保证收敛;这个尺度值一般等于1,注意识别反常积分。

对于一个函数f,如果在闭区间[a,b]上,无论怎样进行取样分割,只要它的子区间长度最大值足够小,函数f的黎曼和都会趋向于一个确定的值S,那么f在闭区间[a,b]上的黎曼积分存在,并且定义为黎曼和的极限S。

参考资料来源:百度百科——反常积分

回答(2):

∫(上限为正无穷,下限为2)1/x*(lnx)^kdx
=∫1/(lnx)^k d lnx (x上限为正无穷,下限为2)
=1/(1-k)∫d(lnx)^(1-k) (x上限为正无穷,下限为2)
=[1/(1-k)]*[(ln正无穷大)^(1-k)-1]
若广义积分收敛,所以1-k小于0
所以k大于1
若广义积分发散,k小于等于1
当k=1时取最小值

回答(3):

简单计算一下即可,答案如图所示