无穷积分∫(1→+∞)1⼀x^p dx 收敛,则实数p的取值范围为??? 要详细过程!!

2024-11-02 06:25:07
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回答1:

经典问题! 分p < 1,p = 1和p > 1讨论。
∫ 1/x^p dx = ∫ x^(- p) dx = x^(1 - p)/(1 - p)

当p < 1
由于1 - p > 0,为正次方
lim(x→+∞) x^(1 - p)/(1 - p) → +∞
所以结果 → +∞

当p = 1,结果为
∫(1→+∞) 1/x dx = ln(x) |(1→+∞) = ln(+∞) → +∞,很显然不存在

当p > 1
由于1 - p < 0,为负次方,设1 - p = - n,n > 0
所以结果x^(1 - p)/(1 - p) |(1→+∞)
= lim(x→+∞) 1/[(1 - p)x^n] - 1/(1 - p)
= 0 - 1/(1 - p)
= 1/(p - 1)

所以当p > 1时积分才收敛。