求教数分:关于定积分题如图示,解答已给出,但不是很明白:倒数第三个等号,为什么等价无穷小,它们的和的极限就相同.能否给个思路或者参考书目,1,[a,b]内Rimann可积就一定有界吗?如f(x)=pi

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/11/17 08:22:54

求教数分:关于定积分题如图示,解答已给出,但不是很明白:倒数第三个等号,为什么等价无穷小,它们的和的极限就相同.能否给个思路或者参考书目,1,[a,b]内Rimann可积就一定有界吗?如f(x)=pi
求教数分:关于定积分
题如图示,解答已给出,但不是很明白:倒数第三个等号,为什么等价无穷小,它们的和的极限就相同.能否给个思路或者参考书目,
1,[a,b]内Rimann可积就一定有界吗?如
f(x)=piecewise(0

求教数分:关于定积分题如图示,解答已给出,但不是很明白:倒数第三个等号,为什么等价无穷小,它们的和的极限就相同.能否给个思路或者参考书目,1,[a,b]内Rimann可积就一定有界吗?如f(x)=pi
应该说这个解答有很大的逻辑跳跃,如果在数学分析课程中学生这样答题我会认为是蒙混过关.毕竟这里是n项求和,即使每项都能安全地做等价无穷小替换求和之后也未必安全.
如果要弥补这个逻辑跳跃,可以利用中值定理
ln(1+x)=x-x^2/[2(1+θx)^2],其中0

我费好大劲写的,请一定要好好读一下,我觉得你既能提出这样的问题,应该能看懂。
先回答你补充的第一个问题:Rimann可积就一定有界,这个是没问题的,你翻开书看一下定积分的定义就知道了,定积分首先要求函数必须有界。你举的那个例子,函数并不是可积的,那个不是定积分,而是瑕积分(也叫反常积分、广义积分),瑕积分是与定积分完全不同的另一个概念,只不过它们形式和计算方法类似而己。
另一个问题...

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我费好大劲写的,请一定要好好读一下,我觉得你既能提出这样的问题,应该能看懂。
先回答你补充的第一个问题:Rimann可积就一定有界,这个是没问题的,你翻开书看一下定积分的定义就知道了,定积分首先要求函数必须有界。你举的那个例子,函数并不是可积的,那个不是定积分,而是瑕积分(也叫反常积分、广义积分),瑕积分是与定积分完全不同的另一个概念,只不过它们形式和计算方法类似而己。
另一个问题就是关于等价无穷小的代换,那么你首先要明白等价无穷小代换的原理,先抛开你的问题,我给你讲一下等价无穷小代换的原理:
希望通过下面这个简单的例子你能明白,x趋于0,求(2x+3x^3)/(x+5x^2)的极限,一个超级简单的题结果为2,但你注意到没有,这个题中分子的那个三次方与分母的二次方完全是打酱油的,它们的系数无论取多少都不会影响本题的结果,我们完全可以把它们去掉。这就说明,当x趋于0时,在求极限时,其实是次数最低的项在起决定性作用,高次项有或没有是一样的,完全可以扔掉(这就与x趋于无穷时,最高次方起决定性作用,低次方全可以扔掉,道理一样)。
我们都知道sinx的等价无穷小是x,为什么呢,其实就因为sinx的Taylor展式中第一项就是x,也就是次数最低的项,所以它在求极限时是起决定性作用的。同样的,tanx、ln(1+x)、arcsinx等它们的Taylor展式中的第一项也都是x,所以我们扔掉高次项,只留下x就可以求极限了,这就是等价无穷小代换的原理。
下面讨论另一个问题,老师一定给你讲过,加减法时不要用等价无穷小代换,比如(x-sinx)/x^3这个极限题,当x趋于0时,分子的sinx是不能用x代换的,你能不能想到为什么?原因就是当你把sinx换成x后,这个x正好被前面那个x减没了,也就是说分子其实是没有一次方的,那么说明分子的最低次幂已经不是一次方,而是sinx的Taylor展式的下一项(应该是三次方),这样分子中起次定性作用的其实是三次方,而不是一次方,所以用x代替sinx是不对的,因为你把一个起决定性作用的项给扔了。这时你是不是能够想到,如果分子的sinx不换成x,而是换成Taylor展式的前两项x-1/6x^3,来代替,这道题其实就做对了。
如果你能把上面我写的看明白,也就不难明白你说的这个题了,总之一句话,等价无穷小代换并不是说在加减法中一定不能用,关键看用的时候是否会使得最低项被消去,如果最低项被消去了,则必须把下一项也保留,否则就错了,而最低项如果没消去,其实等价无穷小代换就是正确的,因为这一项是起决定性作用的。
你给的问题中虽然是在加减法中用的等价无穷小代换,但显然代换后最低次方项没有被消去,这种情况下,等价无穷小代换是正确的。
当然如果你认为这个不好掌握,你可以只记住乘除法能用等价无穷小代换,加减法不要用。其实加减法中有时是可以用等价无穷小代换的。

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