kaoyan3basic 高等数学 第203题

教材习题

📝 题目

### 第203题 203 下列四个反常积分 (1) $\displaystyle \int_{1}^{+\infty} \frac{\mathrm{d} x}{\sqrt{x^{2}-1}}$ . (2) $\displaystyle \int_{1}^{+\infty} \frac{\mathrm{d} x}{\sqrt{x(x-1)}}$ . (3) $\displaystyle \int_{1}^{+\infty} \frac{\mathrm{d} x}{x^{2} \sqrt{x^{2}-1}}$ . (4) $\displaystyle \int_{1}^{+\infty} \frac{\mathrm{d} x}{x\left(x^{2}-1\right)}$ . 中,收敛的个数是 (A) 1 . (B) 2 . (C) 3 . (D) 4 .

💡 答案解析

**答案**:A **解析**: 步骤1:A中$x=0$为瑕点,$\displaystyle \frac{1}{\sin x}\sim\frac{1}{x}$,发散。 步骤2:B中$\displaystyle \int_{-1}^1 \frac{dx}{\sqrt{1-x^2}} = \pi$,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$\displaystyle \int_2^{+\infty} \frac{dx}{x\ln^2 x} = \frac{1}{\ln 2}$,收敛。故发散的只有A。 **难度**:★★☆☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/4
目标:判断积分(1)的收敛性
对于积分 ∫₁^∞ dx/√(x²-1),当 x→1⁺ 时,被积函数 ~ 1/√(2(x-1)),瑕积分发散;当 x→∞ 时,被积函数 ~ 1/x,无穷积分发散。因此积分(1)发散。
公式:∫₁^∞ dx/√(x²-1) 发散
提示:注意瑕点和无穷远双重发散性。
步骤 2/4
目标:判断积分(2)的收敛性
对于积分 ∫₁^∞ dx/√(x(x-1)),当 x→1⁺ 时,被积函数 ~ 1/√(x-1),瑕积分收敛;当 x→∞ 时,被积函数 ~ 1/x,无穷积分发散。因此积分(2)发散。
公式:∫₁^∞ dx/√(x(x-1)) 发散
提示:注意瑕点收敛但无穷远发散。
步骤 3/4
目标:判断积分(3)的收敛性
对于积分 ∫₁^∞ dx/(x²√(x²-1)),当 x→1⁺ 时,被积函数 ~ 1/(√(2)√(x-1)),瑕积分收敛;当 x→∞ 时,被积函数 ~ 1/x³,无穷积分收敛。因此积分(3)收敛。
公式:∫₁^∞ dx/(x²√(x²-1)) 收敛
提示:瑕点和无穷远均收敛。
步骤 4/4
目标:判断积分(4)的收敛性
对于积分 ∫₁^∞ dx/(x(x²-1)),当 x→1⁺ 时,被积函数 ~ 1/(2(x-1)),瑕积分发散;当 x→∞ 时,被积函数 ~ 1/x³,无穷积分收敛。因此积分(4)发散。
公式:∫₁^∞ dx/(x(x²-1)) 发散
提示:瑕点发散导致整体发散。

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