DamiRocK

Несобственный интеграл ∫₁∞x⁻ᵖdx: граница сходимости p=1

Определите, при каких действительных p сходится ∫₁∞x⁻ᵖdx, и найдите его значение при сходимости.

Условие

Определите, при каких действительных p сходится ∫₁∞x⁻ᵖdx, и найдите его значение при сходимости.

Решение по шагам

Заменим бесконечный предел верхней границей R и затем устремим R к бесконечности. При p≠1 интеграл до R равен (R¹⁻ᵖ−1)/(1−p). Если p>1, степень 1−p отрицательна и первый член исчезает: ответ 1/(p−1).

При p<1 выражение растёт без границы. Для p=1 интеграл равен ln R и тоже расходится. Значит сходимость имеет место ровно при p>1.

Проверка результата

При p=2 интеграл равен 1. При p=1 верхние границы R=e,e²,e³ дают значения 1,2,3, показывая неограниченный рост.

Типичная ошибка

Тенденция интегранда к нулю недостаточна для сходимости: 1/x стремится к нулю, но его интеграл расходится.

Что даёт этот метод

p-критерий — базовый инструмент сравнения для несобственных интегралов и положительных рядов. Поведение около нуля требует отдельного критерия.

Дальше по теме

Математический анализ: другие задачи и разборы.

Учебное условие и объяснение сформулированы редакцией damirock.com. Это самостоятельный разбор, а не официальный билет или ключ экзамена. Числа относятся к модели задачи.

Reading preferences

Appearance
Contrast
More options

Saved only in this browser. Your device’s reduced-motion setting is always respected. Browser zoom works throughout the site.