【摘要】:定理2.6.1 设f(x)在[a,+∞)上连续,且在该区间上f(x)>0(或<0),收敛的必要条件是证 不妨设在[a,+∞)上f(x)>0,对任意x∈(a,+∞),f(x)在[a,x]上连续,如果F(x)是f(x)在[a,+∞)上的原函数,则F(x)在[a,x]上也连续,且在(a,x)内可导,所以,由Lagrange中值定理得F(x)-F(a)=F′(ξ)(x-a)(ξ在a与x之间).即F(x)-
定理2.6.1 设f(x)在[a,+∞)上连续,且在该区间上f(x)>0(或<0),收敛的必要条件是
证 不妨设在[a,+∞)上f(x)>0,对任意x∈(a,+∞),f(x)在[a,x]上连续,如果F(x)是f(x)在[a,+∞)上的原函数,则F(x)在[a,x]上也连续,且在(a,x)内可导,所以,由Lagrange中值定理得F(x)-F(a)=F′(ξ)(x-a)(ξ在a与x之间).即F(x)-F(a)=f(ξ)(x-a),所以,因f(x)>0,故F(x)是严格单调增函数,则F(x)-F(a)>0,当x→+∞时,ξ→+∞,若
存在,则
是单调减函数,从而知f(x)也是单调减函数.且0<f(x)≤f(a),即f(x)在[a,+∞)上有界,所以)存在.
故
即.可类证f(x)<0的情形.
推论2.6.1 设f(x)在(-∞,+∞)上连续,且在(-∞,a)上f(x)>0(或<0),在[a,+∞)上f(x)>0(或<0),则收敛的必要条件是
如果在定义域内的有限个点或有限区间上f(x)=0,定理及推论仍成立,因此,定理及推论不仅可判定不具有收敛必要条件的无穷积分的发散,而且还可以应用于有关的证明(如可证明比较准则(极限形式)).这里不再赘述.
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