kaoyan1basic 高等数学 第204题

教材习题

📝 题目

## 第204题 (高等数学 - 选择题) 设有下列命题 (1)设 $f(x)$ 在 $(-\infty,+\infty)$ 内连续是奇函数,则 $\int_{-\infty}^{+\infty} f(x) \mathrm{d} x=0$ . (2)设 $f(x)$ 在 $(-\infty,+\infty)$ 内连续,又 $\lim _{R \rightarrow+\infty} \int_{-R}^{R} f(x) \mathrm{d} x$ 存在,则 $\int_{-\infty}^{+\infty} f(x) \mathrm{d} x$ 收敛。 (3) $\int_{a}^{+\infty} f(x) \mathrm{d} x, \int_{a}^{+\infty} g(x) \mathrm{d} x$ 均发散,则 $\int_{a}^{+\infty}[f(x)+g(x)] \mathrm{d} x$ 可能发散,也可能收敛。 (4)若 $\int_{-\infty}^{0} f(x) \mathrm{d} x$ 与 $\int_{0}^{+\infty} f(x) \mathrm{d} x$ 均发散,则不能确定 $\int_{-\infty}^{+\infty} f(x) \mathrm{d} x$ 是否收敛. 则以上命题中正确的个数是 (A) 1 . (B) 2 . (C) 3 . (D) 4 . ## 数学基础过关 660 题。数学一(习题册)

💡 答案解析

**答案**:B **解析**: 步骤1:命题(1)错误,因为$\int_{-\infty}^{+\infty} f(x)dx$收敛需两个极限均存在,奇函数不能保证收敛,例如$f(x)=x$。 步骤2:命题(2)错误,$\lim_{R\to+\infty}\int_{-R}^{R} f(x)dx$存在是柯西主值,不能保证$\int_{-\infty}^{+\infty} f(x)dx$收敛,例如$f(x)=x$。 步骤3:命题(3)正确,例如$f(x)=1/x$,$g(x)=-1/x$在$[1,+\infty)$上均发散,但和为零收敛;或$f(x)=1/x$,$g(x)=1/x$,和发散。 步骤4:命题(4)正确,若两个均发散,则$\int_{-\infty}^{+\infty} f(x)dx$可能发散(如$f(x)=1$),也可能收敛(如$f(x)=x$,但需注意定义,实际上$f(x)=x$的积分发散,但若取对称区间,柯西主值为0,但通常意义下发散)。更恰当的例子:$f(x)=\sin x$,$\int_{-\infty}^{0}\sin x dx$发散,$\int_{0}^{+\infty}\sin x dx$发散,但$\int_{-\infty}^{+\infty}\sin x dx$发散。实际上,若两个均发散,则整体必发散,因为收敛要求两个均收敛。故命题(4)错误。 步骤5:正确命题个数为1(仅(3)正确)。 **难度**:★★★☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/5
目标:判断命题(1)的正确性
奇函数在对称区间上的积分可能为0,但无穷积分收敛要求两个极限均存在。例如f(x)=x是奇函数,但∫_{-∞}^{+∞} x dx发散,因此命题(1)错误。
提示:注意无穷积分收敛的定义:∫_{-∞}^{+∞} f(x)dx收敛当且仅当∫_{-∞}^{0} f(x)dx和∫_{0}^{+∞} f(x)dx均收敛。
步骤 2/5
目标:判断命题(2)的正确性
lim_{R→+∞} ∫_{-R}^{R} f(x)dx存在是柯西主值,但无穷积分收敛要求两个单侧极限均存在。例如f(x)=x,柯西主值为0,但积分发散,因此命题(2)错误。
提示:柯西主值存在不能保证无穷积分收敛。
步骤 3/5
目标:判断命题(3)的正确性
两个发散积分的和可能收敛也可能发散。例如f(x)=1/x,g(x)=-1/x在[1,+∞)上均发散,但和为零收敛;又如f(x)=1/x,g(x)=1/x,和发散。因此命题(3)正确。
提示:发散积分的和没有确定结论。
步骤 4/5
目标:判断命题(4)的正确性
若∫_{-∞}^{0} f(x)dx与∫_{0}^{+∞} f(x)dx均发散,则∫_{-∞}^{+∞} f(x)dx必发散,因为收敛要求两个均收敛。例如f(x)=sin x,两个单侧积分均发散,整体也发散。因此命题(4)错误。
提示:无穷积分收敛的充要条件是两单侧积分均收敛。
步骤 5/5
目标:统计正确命题个数
只有命题(3)正确,因此正确个数为1。

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