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高等數學複習之五(定積分)

補12月3號: -3

第一節 定積分的概念與性質

》定積分的定義
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旁白:我們可以觀察到,定積分與不定積分的區別,定積分指定了有限區間,所以在書寫的時候會有上下限,他的目標是求值。而不定積分沒有指定區域,他的目標是求原函式。

》定積分存在定理
定理1: f(x)在[a,b]內連續,則其在[a,b]內可積。
定理2: f(x)在[a,b]上有界,且僅存在有限個間斷點,則其在[a,b]內可積。

》定積分性質

旁白:下面有一堆性質,如果你以x-y座標系的曲線為影象來聯想,將會非常容易理解。
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積分中值公式
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補12月5號: -1

第二節 微積分基本公式

旁白:這節開始慢慢還原積分和微分的關係,提供了利用原函式來求定積分的依據

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》牛頓-萊布尼茨公式
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12月7號:

第三節 定積分的換元法和分部積分法

》定積分換元公式
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》定積分分部積分公式
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第四節 反常積分

旁白:定積分的計算考慮到的是指定上下限範圍內,如果上下限趨向於∞,則就是我們要討論的反常積分,很明顯反常積分也是求值的。

》反常積分的定義
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》反常積分的計算
根據牛頓-萊布尼茨公式可知
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》瑕點與瑕積分
f(x)在點a的任意臨域內無界,則稱a為函式f(x)的瑕點(也稱為無界間斷點)。無界函式的反常積分就稱為瑕積分。

》瑕積分定義
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第五節 反常積分的審斂法 Γ 函式(Gamma函式)

》無窮反常積分收斂法則
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旁白:定理1和定理2都好理解,這個定理3怎麼來的呢,其實是根據定理2,令g(x)=M/x^p,當p>1時,g(x)的反常積分收斂,所以f(x)的反常積分收斂。

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旁白:定理4是在定理3的基礎上進一步推廣,相對於3來講4更便於證明f(x)反常積分的收斂性

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》類似的,無界函式的反常積分可以有一下審斂法
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》Γ 函式
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旁白:突然而至的伽馬函式讓我感覺錯過了什麼,查找了一下伽馬函式的歷史:

1728年,哥德巴赫在考慮數列插值的問題,通俗的說就是把數列的通項公式定義從整數集合延拓到實數集合,例如數列1,4,9,16…..可以用通項公式 n^2自然的表達,即便 n 為實數的時候,如果進行插值,延拓到實數集上,y=x^2也可以很好的表達。直觀的說也就是可以找到一條平滑的曲線 通過所有的整數點 ,從而可以把定義在整數集上的公式延拓到實數集合。一天哥德巴赫開始處理階乘序列 n! ,那麼延拓到實數集,是否可以計算 2.5!呢?我們把最初的一些 的點畫在座標軸上,確實可以看到,容易畫出一條通過這些點的平滑曲線。但是哥德巴赫無法解決階乘往實數集上延拓的這個問題,於是寫信請教尼古拉斯·伯努利和他的弟弟丹尼爾·伯努利,由於尤拉當時和丹尼爾·伯努利在一塊,他也因此得知了這個問題。而尤拉於1729 年完美地解決了這個問題,由此導致了伽瑪 函式的誕生,當時尤拉只有22歲.

看到這個年齡,著實汗顏,22歲我還在幹嘛呢- -當然,依然不知道這個函式怎麼來的。

》Γ 函式的性質:
1.遞推公式:Γ(s+1) = s*Γ(s)(s>0) ,Γ(n+1)=n!
2.當s->0+時,Γ(s)->+∞
3.餘元公式:
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4.
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