设α>0,β>0,讨论∫+∞0sinxβxαdx的敛散性(包括条件收敛和绝对收敛)

2025-06-23 03:16:19
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回答1:

sinxβ
xα
dx=
sinxβ
xα
dx
+
sinxβ
xα
dx
=I1+I2
对于I1,由于当x→0时,
sinxβ
xα
1
xα-β

故当α-β>1时,I1发散;
当α-β≤1时,I1收敛.
对于I2
令t=xβ,x>0,则
I2 =
sint
t
α
β
?
1
β
t
1
β
-1
dt

=
sint
βt1+
α-1
β
dt

因为|
sint
t1+
α-1
β
|≤
1
t1+
α-1
β

故当α>1时,I2绝对收敛;
因为对于任意A>0,
|
sintdt
|=|1-cosA|≤2有界,
且当1+
α-1
β
>0
时,
1
t1+
α-1
β
单调减少趋于0,
因此当1+
α-1
β
>0
,即 α+β>1时,I2条件收敛;
而当1+
α-1
β
≤0时,
由于
lim
x→∞
sint
t1+
α-1
β
不存在,
故I2发散.
综上,当α-β>1且α>1时,积分绝对收敛;
当α-β>1且α+β>1时,积分条件收敛,
在其他情况下,积分发散.