∫ | ∞ 0 |
esinxsin2x |
xp(1+xq) |
巴将军 幼苗
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解 (a)考虑积分
∫∞0
esinx|sin2x|
xp(1+xq)dx=
∫10
esinx|sin2x|
xp(1+xq)dx+
∫∞1
esinx|sin2x|
xp(1+xq)dx≡I1+I2.
由于当x→0+时,
esinx|sin2x|
xp(1+xq)与
1
xp−1同阶;
当x→+∞时,
esinx|sin2x|
xp(1+xq)≤
e
xp+q,
esinx|sin2x|
xp(1+xq)≥
e−1sin2x
2xp+q=
1
4exp+q−
cos4x
4exp+q,
esinx|sin2x|
xp(1+xq)≥
x−p−q
2e(
kπ
2+
π
12≤
kπ
2+
5π
12),
从而,
当p-1<1时,I1收敛,
当p+q>1时,I2收敛,
求解可得,1-q<p<2.
因此,当且仅当1-q<p<2时,原广义积分绝对收敛.
(b)考虑
∫∞0
esinxsin2x
xp(1+xq)dx=
∫10
esinxsin2x
xp(1+xq)dx+
∫∞1
esinxsin2x
xp(1+xq)dx≡J1+J2.
易知,
i.当p<2时,J1收敛;当p≥2时,J1发散;
ii.当p+q>0时,J2收敛;当p+q≤0时,I2发散.
从而当且仅当-q<p<2时,广义积分收敛.
综上所述,我们得出结论:
(1)当1-q<p<2时,原广义积分绝对收敛;
(2)当p<2且0<p+q≤1时,原广义积分条件收敛;
(3)其他情况时,原广义积分发散.
点评:
本题考点: 判断反常积分的收敛性;无界函数的反常积分.
考点点评: 本题考查了广义积分敛散性的判断,其中包括无界函数的反常积分以及无穷限的广义积分,难度系数稍大,需要熟练掌握相关的判定定理并熟练运用;本题的计算量也比较大,需要仔细计算.
1年前
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