kaoyan3basic 高等数学 第204题

教材习题

📝 题目

### 第204题 204 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 .

💡 答案解析

**答案**:B **解析**: 步骤1:(1)中$\displaystyle \int_{-\infty}^{+\infty} \frac{1}{1+x^2}dx=\pi$,但$\displaystyle \frac{1}{1+x^2}$为偶函数,奇函数反例:$\int_{-\infty}^{+\infty} x dx$发散,故(1)错。 步骤2:(2)中$\lim_{R\to+\infty}\int_{-R}^R f(x)dx$存在是柯西主值,但反常积分需两个极限独立存在,故(2)错。 步骤3:(3)正确,如$f(x)=x, g(x)=-x$均发散,但和收敛。 步骤4:(4)正确,如$f(x)=x$,两个均发散,但整体发散。故正确个数为2。 **难度**:★★★☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/4
目标:判断命题(1)的正确性
考虑反例:f(x)=x,在(-∞,+∞)内连续且为奇函数,但∫_{-∞}^{+∞} x dx发散,因此(1)错误。
提示:奇函数的无穷积分不一定为0,需考虑收敛性。
步骤 2/4
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,但反常积分∫_{-∞}^{+∞} f(x)dx要求两个极限lim_{a→-∞} ∫_{a}^{0}和lim_{b→+∞} ∫_{0}^{b}独立存在,因此(2)错误。
提示:柯西主值存在不能保证反常积分收敛。
步骤 3/4
目标:判断命题(3)的正确性
例如f(x)=x,g(x)=-x,在[a,+∞)上均发散,但f(x)+g(x)=0的积分收敛,因此(3)正确。
提示:发散函数的和可能收敛。
步骤 4/4
目标:判断命题(4)的正确性
例如f(x)=x,∫_{-∞}^{0} x dx和∫_{0}^{+∞} x dx均发散,且∫_{-∞}^{+∞} x dx也发散,因此(4)正确。
提示:两个区间均发散时,整体可能发散也可能收敛,但这里反例说明不能确定收敛。

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