反常积分是指在积分区间上,被积函数在某些点处不满足定义条件,或无界等问题。针对反常积分的收敛性,柯西收敛判别法是其中一种常用的方法。
具体来说,柯西收敛判别法适用于单调减函数的反常积分(也就是函数随 x 变化而单调减少)。
对于一个单调减函数 f(x),如果它在区间 [a, +∞) 上连续,那么该区间上的反常积分 ∫(a, +∞) f(x)dx 收敛的充分必要条件是极限
lim(x->+∞) xf(x) = 0
其中,单调减函数 f(x) 在区间 [a, +∞) 上必须趋近于零,即 f(x) -> 0 (x -> +∞)。
类似地,对于单调增函数反常积分,我们可以利用柯西收敛判别法得到其收敛性的充分必要条件为:
lim(x->+∞) x·f(x) = +∞
和
lim(x->+∞) (1/f(x)) = 0
在使用柯西收敛判别法时,我们需要首先确定被积函数的单调性和连续性,然后计算相应的极限值,最终根据极限值的大小来判断反常积分的收敛性。