теория / 58 ВОПРОС

58.Несобственные интегралы от неограниченных функций ( второго рода ).

Определение несобственного интеграла второго рода

Пусть функция f(x) определена на промежутке [a, b) и неограничена в левосторонней окрестности точки b (b – точка разрыва второго рода), т.е. . Пусть f(x) интегрируема на отрезке для любого , т.е. существует интеграл (зависящий от переменного верхнего предела интегрирования).

О-е. Несобственным интегралом от функции f(x), непрерывной на промежутке [a, b) и имеющей бесконечный разрыв в точке x = b, или несобственным интегралом второго рода называется предел интеграла при , если он существует: , . (5)

Аналогично, если функция f(x) имеет бесконечный разрыв в точке x = a, то . (6)

Если функция f(x) не ограничена в некоторой внутренней точке отрезка [a, b], то несобственный интеграл на отрезке [a, b] определяется равенством

, (7)

т.е. представляет собой сумму двух несобственных интегралов второго рода.

Если пределы в правых частях формул (5) – (7) существуют и конечны, то соответствующие несобственные интегралы от функции, имеющей бесконечный разрыв в точке а, b и c, называются сходящимися, в противном случае – расходящимися.

Рис. 1

Геометрически сходимость несобственного интеграла второго рода означает, что фигура, ограниченная кривой y = f (x), прямыми x = a, x = b, и бесконечно вытянутая в направлении оси Oy при (, ), имеет конечную площадь S (рис.1, а–в соответственно).