Невласні інтеграли першого і другого роду. Поняття про кратні інтеграли
І. Розглянемо інтеграли з нескінченними границями, або невласні інтеграли першого роду.
Нехай , а функція неперервна. Якщо існує скінченна границя , то вона називається невласним інтегралом від на проміжку і позначається так: . Отже, .
Якщо при не має скінченої границі, то говорять, що не існує (або розбігається).
Якщо , то геометрично це площа нескінченної фігури, обмеженої лініями та віссю (рис.1).
Рис. 1. Геометричний зміст невласного інтегралу 1-го роду.
Аналогічно вводять означення таких інтегралів:
.
Наприклад. Дослідити на збіжність інтеграли:
а) б)
Розв'язування. а) ; (інтеграл збігається до 1);
б) (інтеграл розбіжний).
Невласний інтеграл першого роду має такі властивості:
1) Якщо збігається то збігається також , і навпаки. При цьому
2) Якщо збігається, то
3) Якщо збігається, то і збігається, причому
.
4) Якщо збігаються обидва інтеграла і , то збігається інтеграл
причому
Для збіжності невласного інтеграла у випадку додатної функції необхідно і достатньо, щоб інтеграл при зростанні А залишався обмеженим зверху:
Для інтегралів від додатних функцій має місце теорема порівняння: якщо при має місце нерівність , то із збіжності інтегралу випливає збіжність інтегралу (або, що те ж саме, із розбіжності інтегралу випливає розбіжність інтегралу ).