讨论∫(积分上限1,下限0)(x^(p-1)-x^(q-1))dx/lnx的收敛性.
讨论∫(积分上限1,下限0)(x^(p-1)-x^(q-1))dx/lnx的收敛性.
化为二重积分来讨论:
∫[0->1](x^(p-1)-x^(q-1))dx/lnx
=∫[0->1]dx∫[q->p] x^(y-1) dy
=∫[q->p]dy∫[0->1] x^(y-1) dx
=∫[q->p] (1/y) dy
=ln|p|-ln|q|
故当p≠0或q≠0,或者p,q同时为0时,积分收敛用瑕积分的极限审敛法可以做若lim[x->1] [(x-1)^s]f(x)=L, 如果存在常数s∈(0,1)以及01] [(x-1)^s]*(x^(p-1)-x^(q-1))/lnx使用罗比达法则=lim[x->1] (s-1)(x-1)^(s-1) * (x^p-x^q) + (x-1)^(s) * ((p-1)x^(p-1) - (q-1)x^(q-1))可以看出(x-1)^(s-1)在s∈(0,1)中是无穷项,于是我们只需要讨论(x-1)^(s-1) * (x^p-x^q)可以看出当p和q其中一个为0,另外一个不为0时(x^p-x^q)≠0,原式发散;而当p,q均为0,或均不为0时,原式变为0*∞的未定式:lim[x->1](x^p-x^q)/(x-1)^(1-s)=lim[x->1](px^(p-1)-qx^(q-1))/(1-s)(x-1)^(-s)=lim[x->1] [(1-s)(x-1)^s](px^(p-1)-qx^(q-1))=L得到的值L∈[0,∞),故这时收敛综上:当p和q其中一个为0,另外一个不为0时,原式发散其余情况下原式收敛(上面的方法最后一步做错了,实际上ln|p|-ln|q|的收敛性也是这样的)x=0的时候lnx=-∞,1/lnx=0,而分子也等于0,故被积函数为0不需要讨论