kaoyan1basic 高等数学 第202题

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📝 题目

## 第202题 (高等数学 - 选择题) 下列反常积分发散的是 (A) $\displaystyle \int_{-1}^{1} \frac{1}{\sin x} \mathrm{~d} x$ . (B) $\displaystyle \int_{-1}^{1} \frac{1}{\sqrt{1-x^{2}}} \mathrm{~d} x$ . (C) $\int_{0}^{+\infty} \mathrm{e}^{-x^{2}} \mathrm{~d} x$ . (D) $\displaystyle \int_{2}^{+\infty} \frac{1}{x \ln ^{2} x} \mathrm{~d} x$ .

💡 答案解析

**答案**:A **解析**:步骤1:A中$\displaystyle \int_{-1}^1\frac{1}{\sin x}dx$,$x=0$为瑕点,$\displaystyle \frac{1}{\sin x}\sim\frac{1}{x}$,$\displaystyle \int_0^1\frac{1}{x}dx$发散,故A发散。步骤2:B中$\displaystyle \int_{-1}^1\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}dx$,瑕点$x=\pm1$,但$\displaystyle \int_{-1}^1\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}dx=\arcsin x\big|_{-1}^1=\pi$,收敛。步骤3:C中$\displaystyle \int_0^{+\infty}e^{-x^2}dx=\frac{\sqrt{\pi}}{2}$,收敛。步骤4:D中$\displaystyle \int_2^{+\infty}\frac{1}{x\ln^2 x}dx=\left[-\frac{1}{\ln x}\right]_2^{+\infty}=\frac{1}{\ln2}$,收敛。 **难度**:★★☆☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/4
目标:判断选项A的反常积分是否发散
对于积分∫_{-1}^{1} 1/sin x dx,x=0为瑕点。当x→0时,1/sin x ~ 1/x,而∫_0^1 1/x dx发散,故原积分发散。
公式:1/sin x ~ 1/x (x→0)
提示:注意瑕点判断和等价无穷小替换。
步骤 2/4
目标:判断选项B的反常积分是否发散
对于积分∫_{-1}^{1} 1/√(1-x^2) dx,瑕点为x=±1。计算得∫_{-1}^{1} 1/√(1-x^2) dx = arcsin x|_{-1}^{1} = π,收敛。
公式:∫ 1/√(1-x^2) dx = arcsin x + C
提示:直接计算原函数。
步骤 3/4
目标:判断选项C的反常积分是否发散
对于积分∫_0^{+∞} e^{-x^2} dx,该积分为概率积分,值为√π/2,收敛。
公式:∫_0^{+∞} e^{-x^2} dx = √π/2
提示:记住常见结论。
步骤 4/4
目标:判断选项D的反常积分是否发散
对于积分∫_2^{+∞} 1/(x ln^2 x) dx,计算得∫_2^{+∞} 1/(x ln^2 x) dx = [-1/ln x]_2^{+∞} = 1/ln 2,收敛。
公式:∫ 1/(x ln^2 x) dx = -1/ln x + C
提示:注意换元或直接积分。

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