解题思路:先判断这个反常积分的敛散性,再讨论a的取值范围;
判断反常积分的敛散性,我们通常有三个方法:
(1)根据定义,通常在原函数比较好求的情况下,可以根据定义
(2)比较判别法,
(3)p积分,这不是p积分。
所以我们使用比较判别法来做这道题。
0是无界点,又有无穷区间,既有无界函数的积分也有无穷区间的积分,所以我们要把它拆开。
这里从1拆还是从2拆都无关紧要,只要是在这个区间内的点都行。
比较判别法与谁比较?一般是与p积分进行比较。
回顾一下p积分的知识:
对于无界函数的p积分,p<1时收敛。
对于无穷区间上的p积分,p>1时收敛。
回到这题,要想积分收敛,必须要拆出来的两个积分都收敛才行。
1.先看第一个积分:
,当x趋于0时,ln(x+1)趋于x,等价代换之后是这个积分:
,这两个积分具有相同的敛散性。是p积分,要想要它收敛,p<1,则有a-1<1,即a<2;
2.再看后面这个积分:
先说结论:x趋于无穷时,的增长速度比ln(x+1)快 。此时a>1。
再来证明这个结论:证明过程如下:
当x趋于无穷时,取一个,满足,
的增长速度比ln(x+1)快,趋于0,
则有
,
而是收敛的,因为p=a-Σ>1。
小于一个收敛的数,那它自然也收敛。
如果a<=1了,,是发散的,比它还大,更发散,所以a<=1不成立。
得出答案,a的取值范围是(1,2)。
这是武老师的做法,其实还有可以秒杀的做法:http://反常积分敛散性判断,一个视频让他变成送分题_哔哩哔哩_bilibili https://www.bilibili.com/video/BV1sr4y1Q7Np/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=308462b4e45bfcb048847d072b0c819f
总结一下结论:
反常积分敛散性判定的方法:
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