簡單介紹一下,第一道題目來自考研數(shù)學(xué)一元函數(shù)積分學(xué)章節(jié)里的練習(xí)題,講義里給出了如下兩種解法,第二道題目是第一題的變式題,同樣也可以利用夾逼準則解答,若是直接按照廣義積分中值定理類似地與題目一的方法二進行,事實上是不可行的,為此先利用分步積分進行拆解,然后再利用廣義積分中值定理進行解答。(解法為本人所寫,若有錯誤歡迎指出,有更好的方法或者其他可行方法歡迎留言)最后一題為工科數(shù)學(xué)分析上的例子,摘取下來再供讀者閱讀,進行鞏固理解。
(方法一)由于 而 , 故 . (方法二) 由廣義積分中值定理得 由于 為無窮小量, 介于 與 之間為有界量, 則 有人用積分中值定理得, , 由于 , 所以有 這是一種 "經(jīng)典錯誤". 原因是積分中值定理中的點 依賴于積分區(qū)間和被積函數(shù), 在本題中, 隨著 的不同, 被積函數(shù)也不同, 從而 在 中的位置也不同, 因此應(yīng)記為 , 即由積分中值定理得到的應(yīng)該是 雖然 , 但當 時, 有可能不趨于零 如 , 因而不能推出 變式題
(方法一) 對于這個極限,我們可以使用夾逼定理來求解. 首先,我們觀察到被積函數(shù) 在區(qū)間 上是有界的.因此,我們可以找到兩個函數(shù) 和 ,使得 對于所有 成立.因為 對于所有 成立,所以我們有 .因為 對于所有 成立,則我們有 . 即可以選擇 和 . 因此,我們得到了 對于所有 . 對于 ,我們有: 對于 ,我們有: 根據(jù)夾逼定理,我們可以得出: 因此,所求極限為 . (方法二) 由于 為無窮小量, 為有界量, 則 再看一例子應(yīng)用積分中值定理時應(yīng)注意的問題.
這個證明不對.一般地,積分中值公式中的點 依賴于積分區(qū)間和被積函數(shù)。在本題中, 隨著 的不同, 被積函數(shù)也不同, 從而 在 中的位置也不同, 因此應(yīng)記之為 , 即由積分中值公式所得到的應(yīng)該是 雖然 , 但 當 時, 有 可 能 不趨 于零 (例如, , 而 , 因而這個推證是不對的. 下面給出正確的證明:
令 , 由夾逼準則, 得
其中 , 由于 有界, 而 , 于是由無窮小的運算法則, 得
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