本文还有第一部分,包含定积分的概念与性质、微积分的基本公式、定积分的换元法和分部积分法

文章目录

  • 反常积分
    • 一、无穷限的反常积分
      • 幂函数的反常积分结论无穷型
    • 无界函数的反常积分
      • 幂函数的反常积分结论瑕点型
  • 反常积分审敛法
    • 一、无穷限反常积分审敛法
    • 二、无界函数的反常积分的审敛法

反常积分

一、无穷限的反常积分

定义1:设函数f(x)f(x)f(x)在区间[a,+∞)[a,+\infty)[a,+∞)上连续,如果极限lim⁡t→+∞∫atf(x)dx\lim_{t\to+\infty}\int^t_af(x)dxlimt→+∞​∫at​f(x)dx存在,那么称反常积分∫a+∞f(x)dx\int^{+\infty}_af(x)dx∫a+∞​f(x)dx收敛,并称此极限为该反常积分的值;如果极限lim⁡t→+∞∫atf(x)dx\lim_{t\to+\infty}\int^t_af(x)dxlimt→+∞​∫at​f(x)dx不存在,那么称反常积分∫a+∞f(x)dx\int^{+\infty}_af(x)dx∫a+∞​f(x)dx发散

定义2:设函数f(x)f(x)f(x)在区间(−∞,b](-\infty,b](−∞,b]上连续,如果极限lim⁡t→+∞∫tbf(x)dx\lim_{t\to+\infty}\int^b_tf(x)dxlimt→+∞​∫tb​f(x)dx存在,那么称反常积分∫−∞bf(x)dx\int^b_{-\infty}f(x)dx∫−∞b​f(x)dx收敛,并称此极限为该反常积分的值;如果极限lim⁡t→+∞∫tbf(x)dx\lim_{t\to+\infty}\int^b_tf(x)dxlimt→+∞​∫tb​f(x)dx不存在,那么称反常积分∫−∞bf(x)dx\int^b_{-\infty}f(x)dx∫−∞b​f(x)dx发散

定义3:设函数f(x)f(x)f(x)在区间(−∞,+∞)(-\infty,+\infty)(−∞,+∞)上连续,如果反常积分∫−∞0f(x)dx\int^0_{-\infty}f(x)dx∫−∞0​f(x)dx与反常积分∫0+∞f(x)dx\int^{+\infty}_0f(x)dx∫0+∞​f(x)dx均收敛,那么反常积分∫−∞+∞f(x)dx\int^{+\infty}_{-\infty}f(x)dx∫−∞+∞​f(x)dx收敛,并称反常积分∫−∞0f(x)dx\int^0_{-\infty}f(x)dx∫−∞0​f(x)dx与反常积分∫0+∞f(x)dx\int^{+\infty}_0f(x)dx∫0+∞​f(x)dx的值之和为反常积分∫−∞+∞f(x)dx\int^{+\infty}_{-\infty}f(x)dx∫−∞+∞​f(x)dx的值,否则就称反常积分∫−∞+∞f(x)dx\int^{+\infty}_{-\infty}f(x)dx∫−∞+∞​f(x)dx发散
根据定义3,∫−∞+∞xdx=0\int^{+\infty}_{-\infty}xdx=0∫−∞+∞​xdx=0是错误的,因为∫−∞0xdx=∞,∫0+∞xdx=∞\int^0_{-\infty}xdx=\infty,\int^{+\infty}_0xdx=\infty∫−∞0​xdx=∞,∫0+∞​xdx=∞

例1:计算反常积分∫−∞+∞dx1+x2\int^{+\infty}_{-\infty}\frac{dx}{1+x^2}∫−∞+∞​1+x2dx​
∫−∞+∞=∫−∞0+∫0+∞\int^{+\infty}_{-\infty}=\int^0_{-\infty}+\int^{+\infty}_0∫−∞+∞​=∫−∞0​+∫0+∞​
∫−∞011+x2dx=arctan⁡x∣−∞0=π2\int^0_{-\infty}\frac1{1+x^2}dx=\arctan x\Big|^0_{-\infty}=\frac\pi2∫−∞0​1+x21​dx=arctanx∣∣​−∞0​=2π​
∫0+∞11+x2dx=arctan⁡x∣0+∞=π2\int^{+\infty}_0\frac1{1+x^2}dx=\arctan x\Big|^{+\infty}_0=\frac\pi2∫0+∞​1+x21​dx=arctanx∣∣​0+∞​=2π​
因此∫−∞+∞dx1+x2=π\int^{+\infty}_{-\infty}\frac{dx}{1+x^2}=\pi∫−∞+∞​1+x2dx​=π

幂函数的反常积分结论无穷型

反常积分∫a+∞dxxp(a>0)\int^{+\infty}_a\frac{dx}{x^p}\quad(a>0)∫a+∞​xpdx​(a>0),当p>1p>1p>1时收敛,当p≤1p\leq1p≤1时发散
证明:
当p=1p=1p=1时,∫a+∞dxx=ln⁡x∣a+∞=+∞\int^{+\infty}_a\frac{dx}x=\ln x|^{+\infty}_a=+\infty∫a+∞​xdx​=lnx∣a+∞​=+∞,发散
当p≠1p\ne1p=1时
∫a+∞dxxp=∫a+∞x−pdx=x1−p1−p∣a+∞=lim⁡x→+∞x1−p1−p−a1−p1−p={∞,p<1a1−p1−p,p>1\begin{aligned}\int^{+\infty}_a\frac{dx}{x^p}&=\int^{+\infty}_{a}x^{-p}dx\\&=\frac{x^{1-p}}{1-p}\Big|^{+\infty}_a\\&=\lim_{x\to+\infty}\frac{x^{1-p}}{1-p}-\frac{a^{1-p}}{1-p}\\&=\left\{\begin{aligned}&\infty,p<1\\&\frac{a^{1-p}}{1-p},p>1\end{aligned}\right.\end{aligned}∫a+∞​xpdx​​=∫a+∞​x−pdx=1−px1−p​∣∣​a+∞​=x→+∞lim​1−px1−p​−1−pa1−p​=⎩⎨⎧​​∞,p<11−pa1−p​,p>1​​
故当p>1p>1p>1时收敛,当p≤1p\leq1p≤1时发散

无界函数的反常积分

定义1:设函数f(x)f(x)f(x)在区间(a,b](a,b](a,b]上连续,点aaa为f(x)f(x)f(x)的瑕点,如果极限lim⁡t→a+∫tbf(x)dx\lim_{t\to a^+}\int^b_t f(x)dxlimt→a+​∫tb​f(x)dx存在,那么称反常积分∫abf(x)dx\int^b_a f(x)dx∫ab​f(x)dx收敛,并称此极限为该反常积分的值;如果极限lim⁡t→a+∫tbf(x)dx\lim_{t\to a^+}\int^b_t f(x)dxlimt→a+​∫tb​f(x)dx不存在,那么称反常积分∫abf(x)dx\int^b_a f(x)dx∫ab​f(x)dx发散

定义2:设函数f(x)f(x)f(x)在区间[a,b)[a,b)[a,b)上连续,点bbb为f(x)f(x)f(x)的瑕点,如果极限lim⁡t→b−∫atf(x)dx\lim_{t\to b^-}\int^t_a f(x)dxlimt→b−​∫at​f(x)dx存在,那么称反常积分∫abf(x)dx\int^b_a f(x)dx∫ab​f(x)dx收敛,并称此极限为该反常积分的值;如果极限lim⁡t→b−∫atf(x)dx\lim_{t\to b^-}\int^t_a f(x)dxlimt→b−​∫at​f(x)dx不存在,那么称反常积分∫abf(x)dx\int^b_a f(x)dx∫ab​f(x)dx发散

定义3:设函数f(x)f(x)f(x)在区间[a,c)[a,c)[a,c)及区间(c,b](c,b](c,b]上连续,点ccc为f(x)f(x)f(x)的瑕点,如果反常积分∫acf(x)dx\int^c_af(x)dx∫ac​f(x)dx与反常积分∫cbf(x)dx\int^b_cf(x)dx∫cb​f(x)dx均收敛,那么称反常积分∫abf(x)dx\int^b_af(x)dx∫ab​f(x)dx收敛,并称反常积分∫acf(x)dx\int^c_af(x)dx∫ac​f(x)dx的值与反常积分∫cbf(x)dx\int^b_cf(x)dx∫cb​f(x)dx的值之和为反常积分∫abf(x)dx\int^b_af(x)dx∫ab​f(x)dx的值,否则,就称反常积分∫abf(x)dx\int^b_af(x)dx∫ab​f(x)dx发散
根据定义3:∫−111xdx=0\int^1_{-1}\frac1xdx=0∫−11​x1​dx=0是错误的,因为∫011xdx=ln⁡x∣01=∞\int^1_0\frac1xdx=\ln x|^1_0=\infty∫01​x1​dx=lnx∣01​=∞

例2:讨论反常积分∫−11dxx2\int^1_{-1}\frac{dx}{x^2}∫−11​x2dx​的收敛性
注意此处不满足幂函数的反常积分结论1的条件
∫−11=∫−10+∫01\int^1_{-1}=\int^0_{-1}+\int^1_0∫−11​=∫−10​+∫01​
∫011x2dx=−1x∣01=−1+lim⁡x→0+1x=∞\int^1_0\frac1{x^2}dx=-\frac1x|^1_0=-1+\lim_{x\to0^+}\frac1x=\infty∫01​x21​dx=−x1​∣01​=−1+limx→0+​x1​=∞
故反常积分∫−11dxx2\int^1_{-1}\frac{dx}{x^2}∫−11​x2dx​发散

幂函数的反常积分结论瑕点型

反常积分∫abdx(x−a)q\int^b_a\frac{dx}{(x-a)^q}∫ab​(x−a)qdx​当0<q<10<q<10<q<1时收敛,当q≥1q\geq1q≥1时发散
证明:
当q=1q=1q=1时,∫abdxx−a=ln⁡(x−a)∣ab=ln⁡(b−a)−lim⁡x→a+ln⁡(x−a)\int^b_a\frac{dx}{x-a}=\ln(x-a)|^b_a=\ln(b-a)-\lim_{x\to a^+}\ln(x-a)∫ab​x−adx​=ln(x−a)∣ab​=ln(b−a)−limx→a+​ln(x−a),发散
当q≠1q\ne1q=1时
∫abdx(x−a)q=∫ab(x−a)−qdx=(x−a)1−q1−q∣ab=(b−a)1−q1−q−lim⁡x→a+(x−a)1−q1−q={(b−a)1−q1−q,0<q<1∞,q>1\begin{aligned}\int^b_a\frac{dx}{(x-a)^q}&=\int^b_a(x-a)^{-q}dx\\&=\frac{(x-a)^{1-q}}{1-q}\Big|^b_a\\&=\frac{(b-a)^{1-q}}{1-q}-\lim_{x\to a^+}\frac{(x-a)^{1-q}}{1-q}\\&=\left\{\begin{aligned}&\frac{(b-a)^{1-q}}{1-q},0<q<1\\&\infty,q>1\end{aligned}\right.\end{aligned}∫ab​(x−a)qdx​​=∫ab​(x−a)−qdx=1−q(x−a)1−q​∣∣​ab​=1−q(b−a)1−q​−x→a+lim​1−q(x−a)1−q​=⎩⎨⎧​​1−q(b−a)1−q​,0<q<1∞,q>1​​
证毕

例3:求反常积分∫0+∞dxx(x+1)3\int^{+\infty}_0\frac{dx}{\sqrt{x(x+1)^3}}∫0+∞​x(x+1)3​dx​
法1
观察到分母是x2x^2x2,分子是x0x^0x0所以考虑倒代换
令x=1t,dx=−1t2dtx=\frac1t,dx=-\frac1{t^2}dtx=t1​,dx=−t21​dt
∫0+∞dxx(x+1)3=∫0+∞1(1+t)32dt=(1+t)−12−12∣0+∞=0+2=2\begin{aligned}\int^{+\infty}_0\frac{dx}{\sqrt{x(x+1)^3}}&=\int^{+\infty}_0\frac1{(1+t)^{\frac32}}dt\\&=\frac{(1+t)^{-\frac12}}{-\frac12}\Big|^{+\infty}_0\\&=0+2=2\end{aligned}∫0+∞​x(x+1)3​dx​​=∫0+∞​(1+t)23​1​dt=−21​(1+t)−21​​∣∣​0+∞​=0+2=2​
法2
分母有根式,而且不容易积出来,考虑根式换元
令x=t,dx=2tdt\sqrt x=t,dx=2tdtx​=t,dx=2tdt
∫0+∞dxx(x+1)3=2∫0+∞1(t2+1)32dt\begin{aligned}\int^{+\infty}_0\frac{dx}{\sqrt{x(x+1)^3}}&=2\int^{+\infty}_0\frac1{(t^2+1)^\frac32}dt\end{aligned}∫0+∞​x(x+1)3​dx​​=2∫0+∞​(t2+1)23​1​dt​
令t=tan⁡u,dt=sec⁡2udut=\tan u,dt=\sec^2udut=tanu,dt=sec2udu
上式=2∫0π2cos⁡udu=2sin⁡u∣0π2=2\begin{aligned}=2\int^{\frac\pi2}_0\cos udu=2\sin u|^{\frac\pi2}_0=2\end{aligned}=2∫02π​​cosudu=2sinu∣02π​​=2​

反常积分审敛法

一、无穷限反常积分审敛法

定理1:设函数f(x)f(x)f(x)在区间[a,+∞)[a,+\infty)[a,+∞)上连续,且f(x)≥0f(x)\geq0f(x)≥0,若函数F(x)=∫0xf(t)dtF(x)=\int^x_0f(t)dtF(x)=∫0x​f(t)dt在[a,+∞)[a,+\infty)[a,+∞)上有上界,则反常积分∫a+∞f(x)dx\int^{+\infty}_af(x)dx∫a+∞​f(x)dx收敛
证明:
∵f(x)≥0\because f(x)\geq0∵f(x)≥0即F(x)F(x)F(x)单调递增
又∵F(x)\because F(x)∵F(x)在[a,+∞)[a,+\infty)[a,+∞)有上界
由单调有界准则知,lim⁡x→∞F(x)\lim_{x\to\infty}F(x)limx→∞​F(x)有极限
证毕
定理2(比较审敛原理):设函数f(x),g(x)f(x),g(x)f(x),g(x)在区间[a,+∞)[a,+\infty)[a,+∞)上连续,如果0≤f(x)≤g(x)(a≤x<+∞)0\leq f(x)\leq g(x)\quad(a\leq x<+\infty)0≤f(x)≤g(x)(a≤x<+∞),并且∫a+∞g(x)dx\int^{+\infty}_ag(x)dx∫a+∞​g(x)dx收敛,那么∫a+∞f(x)dx\int^{+\infty}_af(x)dx∫a+∞​f(x)dx也收敛;如果0≤g(x)≤f(x)(a≤x<+∞)0\leq g(x)\leq f(x)\quad(a\leq x<+\infty)0≤g(x)≤f(x)(a≤x<+∞),并且∫a+∞g(x)dx\int^{+\infty}_ag(x)dx∫a+∞​g(x)dx发散,那么∫a+∞f(x)dx\int^{+\infty}_af(x)dx∫a+∞​f(x)dx也发散
证明:
∵0≤f(x)≤g(x)\because 0\leq f(x)\leq g(x)∵0≤f(x)≤g(x)
取a≤t≤+∞a\leq t\leq+\inftya≤t≤+∞
有∫atf(x)dx≤∫atg(x)dx≤∫a+∞g(x)dx\int^t_af(x)dx\leq\int^t_ag(x)dx\leq\int^{+\infty}_ag(x)dx∫at​f(x)dx≤∫at​g(x)dx≤∫a+∞​g(x)dx
又∵∫atf(x)dx\because \int^t_af(x)dx∵∫at​f(x)dx有上界
由定理1和反常积分收敛
定理3(比较审敛法1):设函数f(x)f(x)f(x)在[a,+∞)(a>0)[a,+\infty)\quad(a>0)[a,+∞)(a>0)上连续,且f(x)≥0f(x)\geq0f(x)≥0,如果存在常数M>0M>0M>0及p>1p>1p>1,使得f(x)≤Mxp(a≤x<+∞)f(x)\leq\frac M{x^p}\quad(a\leq x<+\infty)f(x)≤xpM​(a≤x<+∞),那么反常积分∫a+∞f(x)dx\int^{+\infty}_af(x)dx∫a+∞​f(x)dx;如果存在常数N>0N>0N>0,使得f(x)≥Nx(a≤x<+∞)f(x)\geq\frac Nx\quad(a\leq x<+\infty)f(x)≥xN​(a≤x<+∞),那么反常积分∫a+∞f(x)dx\int^{+\infty}_a f(x)dx∫a+∞​f(x)dx发散
例1:判定反常积分∫1+∞dxx4+13\int^{+\infty}_1\frac{dx}{\sqrt[3]{x^4+1}}∫1+∞​3x4+1​dx​的收敛性
0<1x4+13<1x43=1x430<\frac1{\sqrt[3]{x^4+1}}<\frac1{\sqrt[3]{x^4}}=\frac1{x^{\frac43}}0<3x4+1​1​<3x4​1​=x34​1​
故∫1+∞dxx4+13\int^{+\infty}_1\frac{dx}{\sqrt[3]{x^4+1}}∫1+∞​3x4+1​dx​收敛
定理4(极限审敛法1):设函数f(x)f(x)f(x)在区间[a,+∞)[a,+\infty)[a,+∞)上连续,且f(x)≥0f(x)\geq0f(x)≥0,如果存在常数p>1p>1p>1,使得lim⁡x→+∞xpf(x)=c<+∞\lim_{x\to+\infty}x^pf(x)=c<+\inftylimx→+∞​xpf(x)=c<+∞,那么反常积分∫a+∞f(x)dx\int^{+\infty}_af(x)dx∫a+∞​f(x)dx收敛;如果lim⁡x→+∞xf(x)=d>0\lim_{x\to+\infty}xf(x)=d>0limx→+∞​xf(x)=d>0(或lim⁡x→+∞xf(x)=+∞\lim_{x\to+\infty}xf(x)=+\inftylimx→+∞​xf(x)=+∞),那么反常积分∫a+∞f(x)dx\int^{+\infty}_af(x)dx∫a+∞​f(x)dx发散
证明:
lim⁡x→+∞xpf(x)=lim⁡x→+∞f(x)1xp=c\lim_{x\to+\infty}x^pf(x)=\lim_{x\to+\infty}\frac{f(x)}{\frac1{x^p}}=climx→+∞​xpf(x)=limx→+∞​xp1​f(x)​=c,显然f(x)f(x)f(x)与1xp\frac1{x^p}xp1​敛散性相同,1xp\frac1{x^p}xp1​收敛,因此f(x)f(x)f(x)收敛
例2:判定反常积分∫1+∞dxx1+x2\int^{+\infty}_1\frac{dx}{x\sqrt{1+x^2}}∫1+∞​x1+x2​dx​的收敛性
lim⁡x→+∞x21x1+x2=lim⁡x→+∞11x2+1=1\lim_{x\to+\infty}x^2\frac1{x\sqrt{1+x^2}}=\lim_{x\to+\infty}\frac1{\sqrt{\frac1{x^2}+1}}=1limx→+∞​x2x1+x2​1​=limx→+∞​x21​+1​1​=1(此处x2x^2x2是根据x1+x2x\sqrt{1+x^2}x1+x2​凑出来的)
∵p=2>1\because p=2>1∵p=2>1
∴\therefore∴ 收敛
证毕
例3:判定反常积分∫1+∞x321+x2dx\int^{+\infty}_1\frac{x^\frac32}{1+x^2}dx∫1+∞​1+x2x23​​dx的收敛性
lim⁡x→+∞x12⋅x321+x2=lim⁡x→+∞x321+x21x12=1\begin{aligned}\lim_{x\to+\infty}x^\frac12\cdot\frac{x^\frac32}{1+x^2}=\lim_{x\to+\infty}\frac{\frac{x^\frac32}{1+x^2}}{\frac1{x^\frac12}}=1\end{aligned}x→+∞lim​x21​⋅1+x2x23​​=x→+∞lim​x21​1​1+x2x23​​​=1​
∵∫1+∞1x12dx\because\int^{+\infty}_1\frac1{x^\frac12}dx∵∫1+∞​x21​1​dx发散
故∫1+∞x321+x2dx\int^{+\infty}_1\frac{x^\frac32}{1+x^2}dx∫1+∞​1+x2x23​​dx发散(不一定必须要乘xxx来证明发散
定理5:设函数f(x)f(x)f(x)在区间[a,+∞)[a,+\infty)[a,+∞)上连续,如果反常积分∫a+∞∣f(x)∣dx\int^{+\infty}_a|f(x)|dx∫a+∞​∣f(x)∣dx收敛,那么反常积分∫a+∞f(x)dx\int^{+\infty}_af(x)dx∫a+∞​f(x)dx也收敛
证明:
令ϕ(x)=12[f(x)+∣f(x)∣]\phi(x)=\frac12[f(x)+|f(x)|]ϕ(x)=21​[f(x)+∣f(x)∣]
知ϕ≥0\phi\geq0ϕ≥0且ϕ≤∣f(x)∣\phi\leq|f(x)|ϕ≤∣f(x)∣
∵∫a+∞∣f(x)∣dx\because\int^{+\infty}_a|f(x)|dx∵∫a+∞​∣f(x)∣dx收敛
由比较审敛法知,∫a+∞ϕ(x)dx\int^{+\infty}_a\phi(x)dx∫a+∞​ϕ(x)dx收敛
又∵f(x)=2ϕ(x)−∣f(x)∣\because f(x)=2\phi(x)-|f(x)|∵f(x)=2ϕ(x)−∣f(x)∣
∴∫a+∞f(x)dx=2∫a+∞ϕdx−∫a+∞∣f(x)∣dx\therefore\int^{+\infty}_af(x)dx=2\int^{+\infty}_a\phi dx-\int^{+\infty}_a|f(x)|dx∴∫a+∞​f(x)dx=2∫a+∞​ϕdx−∫a+∞​∣f(x)∣dx
故∫a+∞f(x)dx\int^{+\infty}_af(x)dx∫a+∞​f(x)dx收敛
证毕

二、无界函数的反常积分的审敛法

定理6(比较审敛法2):设函数f(x)f(x)f(x)在区间(a,b](a,b](a,b]上连续,且f(x)≥0,x=af(x)\geq0,x=af(x)≥0,x=a为f(x)f(x)f(x)的瑕点,如果存在常数M>0M>0M>0及q<1q<1q<1,使得f(x)≤M(x−a)q(a<x≤b)f(x)\leq\frac M{(x-a)^q}\quad(a<x\leq b)f(x)≤(x−a)qM​(a<x≤b),那么反常积分∫abf(x)dx\int^b_a f(x)dx∫ab​f(x)dx收敛;如果存在常数N>0N>0N>0,使得f(x)≥Nx−a(a<x≤b)f(x)\geq\frac N{x-a}\quad(a<x\leq b)f(x)≥x−aN​(a<x≤b)那么反常积分∫abf(x)dx\int^b_af(x)dx∫ab​f(x)dx发散
定理7(极限审敛法2):设函数f(x)f(x)f(x)在区间(a,b](a,b](a,b]上连续,且f(x)≥0f(x)\geq0f(x)≥0,x=ax=ax=a为f(x)f(x)f(x)的瑕点,如果存在常数0<q<10<q<10<q<1,使得lim⁡x→a+(x−a)qf(x)\lim_{x\to a^+}(x-a)^qf(x)limx→a+​(x−a)qf(x)存在,那么反常积分∫abf(x)dx\int^b_af(x)dx∫ab​f(x)dx收敛;如果lim⁡x→a+(x−a)f(x)=d>0\lim_{x\to a^+}(x-a)f(x)=d>0limx→a+​(x−a)f(x)=d>0(或lim⁡x→a+(x−a)f(x)=+∞\lim_{x\to a^+}(x-a)f(x)=+\inftylimx→a+​(x−a)f(x)=+∞),那么反常积分∞abf(x)dx\infty^b_af(x)dx∞ab​f(x)dx发散
例4:判定反常积分∫011xsin⁡1xdx\int^1_0\frac1{\sqrt x}\sin\frac1xdx∫01​x​1​sinx1​dx的收敛性
∣1x⋅sin⁡1x∣≤∣1x∣=1x12|\frac1{\sqrt x}\cdot\sin \frac1x|\leq|\frac1{\sqrt x}|=\frac1{x^\frac12}∣x​1​⋅sinx1​∣≤∣x​1​∣=x21​1​
∵∫011xdx\because\int^1_0\frac1{\sqrt x}dx∵∫01​x​1​dx收敛
根据比较审敛法知,∫01∣1x⋅sin⁡1x∣dx\int^1_0|\frac1{\sqrt x}\cdot\sin \frac1x|dx∫01​∣x​1​⋅sinx1​∣dx收敛
根据定理5,∫011xsin⁡1xdx\int^1_0\frac1{\sqrt x}\sin\frac1xdx∫01​x​1​sinx1​dx收敛

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