在考研数学中,777反常积分是一个典型的难题。它不仅考验了考生对积分概念的深刻理解,还要求考生具备解决复杂问题的能力。这类积分问题通常涉及不定积分的计算,需要考生熟练掌握反常积分的定义、性质和计算方法。下面,我将通过一个实例来解析777反常积分的解题思路。
假设我们要计算以下反常积分:
\[ \int_{0}^{1} \frac{1}{\sqrt{x}} \, dx \]
首先,根据反常积分的定义,我们需要判断该积分是否收敛。由于积分的下限是0,且被积函数在x=0处无定义,因此这是一个反常积分。我们可以通过比较测试来判断其收敛性。
接下来,我们使用比较测试。取一个已知收敛的反常积分作为比较对象,例如:
\[ \int_{0}^{1} \frac{1}{x^{1/2}} \, dx \]
由于 \( \frac{1}{\sqrt{x}} \) 和 \( \frac{1}{x^{1/2}} \) 在x=0附近的行为相似,我们可以推断原积分也是收敛的。
最后,计算该反常积分的值。根据反常积分的计算公式,我们有:
\[ \int_{0}^{1} \frac{1}{\sqrt{x}} \, dx = \lim_{t \to 0^+} \int_{t}^{1} \frac{1}{\sqrt{x}} \, dx \]
通过计算,我们得到:
\[ \int_{t}^{1} \frac{1}{\sqrt{x}} \, dx = 2\sqrt{x} \bigg|_{t}^{1} = 2 - 2\sqrt{t} \]
当t趋近于0时,\( 2\sqrt{t} \) 趋近于0,因此:
\[ \lim_{t \to 0^+} \int_{t}^{1} \frac{1}{\sqrt{x}} \, dx = 2 \]
综上所述,原反常积分的值为2。
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