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数学分析(22) 第十五章 含参变量积分(2)含参变量的反常积分

参考《数学分析》陈纪修

第十五章 含参变量积分

目录:

1.反常积分

  • 无穷区间上 的含参变量反常积分
  • 无界函数 的含参变量反常积分

2.无穷区间上含参变量反常积分的一致收敛

3.无界函数含参变量反常积分的一致收敛

4.一致收敛的判别法

  • 4.1 Cauchy收敛原理
  • 4.2 Weierstrass判别法
  • 4.3 Abel判别法和Dirichlet判别法
  • 4.4 Dini定理

5.一致收敛积分的分析性质(无穷区间上的反常积分)

  • 5.1 一致收敛引理
  • 5.2 连续性定理
  • 5.3 积分次序交换定理
  • 5.4 x、y 都无穷的积分次序交换定理
  • 5.5 积分号下求导定理

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1.反常积分

  • 无穷区间上 的含参变量反常积分
  • 无界函数 的含参变量反常积分

2.无穷区间上含参变量反常积分的一致收敛

此处的一致收敛、一致收敛的4个判别法,都可与 juliar:数学分析(12)第十章 函数项级数 中的相应定义及定理进行比较。

3.无界函数含参变量反常积分的一致收敛

4.一致收敛的判别法

4.1 Cauchy收敛原理

cauchy列(基本列) juliar:数学分析(2)第二章 数列极限

4.2 Weierstrass判别法

juliar:数学分析(2)第二章 数列极限 :Bolzano-Weierstrass定理:有界数列必有收敛自列, 重在有界

Weierstrass判别法:若被一个收敛的反常积分从被积函数上限制住,则其本身一致收敛。

4.3 Abel判别法和Dirichlet判别法

乘积形式:对比 juliar:数学分析(11)第九章 数项级数 ,这里一个是“ 一致收敛+单调、一致有界 ”,另一个是“ 一致有界+单调、一致收敛到0

一致有界:此界为固定值,不随其他量的变化而变化,可将“一致有界”理解为“有一致界”

证明及实例见p362

4.4 Dini定理

juliar:数学分析(21) 第十五章 含参变量积分(1)含参变量的常义积分 中介绍了连续性定理,即对于常义积分,有连续性定理,但是对于含参变量的反常积分来说,却没有如此好的性质,若有此连续性(与5.2中的连续性定理进行比较),且函数不变号,则可以得到一致收敛的结论。

juliar:数学分析(12)第十章 函数项级数 中的Dini定理:关于n单调

见课本p365

5.一致收敛积分的分析性质(无穷区间上的反常积分)

对比 juliar:数学分析(21) 第十五章 含参变量积分(1)含参变量的常义积分 下的分析性质
现在讨论含参变量反常积分的分析性质,即连续性、可微性和可积性
相较于含参变量的常义积分,反常积分加了一致收敛的要求
连续性定理 :函数连续、反常积分一致收敛 = > 反常积分连续
积分次序交换定理 :函数连续、反常积分一致收敛 = > 反常积分的积分次序可交换
积分号下求导定理 :函数导函数连续、反常积分收敛、反常积分的导数一致收敛 = > 反常积分的积分号下求导定理

5.1 一致收敛引理

5.2 连续性定理

与Dini定理进行比较:
Dini定理 f(x,y) 连续且保号+ I(y) 连续 => I(y) 一致收敛;
连续性定理 f(x,y) 连续+ I(y) 一致收敛 => I(y) 连续 ;
两个区别在于:Dini定理中有保号要求

5.3 积分次序交换定理

连续+一致连续 => 积分次序可交换

5.4 x、y 都无穷的积分次序交换定理

连续+一致连续 + 绝对值取积分至少有一个存在 => 积分次序可交换

5.5 积分号下求导定理

连续连续 + 收敛 + 一致收敛 => 可微



2021.5.14

编辑于 2021-09-23 11:30

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