Несобственные интегралы от разрывных функций

 

Рассмотрим теперь случай, когда функция непрерывна на промежутке , а в точке  терпит разрыв второго рода. В этом случае введение определенного интеграла на отрезке  как предела интегральной суммы также невозможно. Дело в том, что отрезок  разбить на  частичных отрезков можно, но в этом случае первая частичная трапеция будет иметь бесконечную высоту и ее площадь вычислить невозможно. Однако, как и в случае с бесконечным интервалом интегрирования, здесь также существует выход. Необходимо искать площадь трапеции, левый конец основания которой приближается к точке .

 

 

Определение. Если существует конечный предел , то этот предел называется несобственным интегралом от разрывной функции  и обозначается .

Следовательно, вычисление несобственного интеграла от разрывной функции связано с нахождением предела:


.

 

Так же как и в предыдущем параграфе, если этот предел существует, то интеграл называется сходящимся, если не существует или равен бесконечности, то – расходящимся.

С геометрической точки зрения несобственный интеграл от разрывной функции равен площади криволинейной трапеции, у которой в какой-то точке высота равна бесконечности.

Если функция  терпит разрыв в точке , то

 

.

 

Если же разрыв происходит в точке , то есть внутри , то в этом случае

 

.

 

В последнем случае несобственный интеграл существует (или сходится), если сходятся оба интеграла.

Так же как и несобственный интеграл с бесконечными пределами, данный интеграл тоже не является пределом -ой интегральной суммы, а пределом определенного интеграла.

Как и в предыдущем параграфе, рассмотрим пример, используемый при решении других задач.


 

Если в этом интеграле , то  и поэтому . Следовательно, в этом случае .

Если , то . В этом случае  и интеграл  расходится. Аналогичный результат получается и в том случае, когда . Действительно,

 

.

 

Таким образом, рассмотренный интеграл расходится при  и сходится при .

 




Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



double arrow
Сейчас читают про: