ch反常积分的收敛判别法ppt课件.pptx

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1、数学分析数学分析一、反常积分的一、反常积分的CauchyCauchy收敛原理收敛原理数学分析数学分析二、二、无穷无穷区间形式区间形式1 1、非负函数反常积分的收敛判别法非负函数反常积分的收敛判别法数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析2 2、绝对收敛与条件收敛绝对收敛与条件收敛数学分析数学分析2 2、绝对收敛与条件收敛绝对收敛与条件收敛证证2).)()(21)(xfxfx 令令, )()(0)(xfxx ，且，且,)(收敛收敛dxxfa .)(也收敛也收敛dxxa , )()(2)(xfxxf 又又,)()(2)( bababadxxf

2、dxxdxxf ,)()(2)( aaadxxfdxxdxxf 即即收敛收敛.数学分析数学分析例例1证证)(121|)(|22xfxxxf 数学分析数学分析3 3、一般函数反常积分的收敛判别法一般函数反常积分的收敛判别法数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析阿贝尔阿贝尔（Abel,NielsAbel,Niels Henrik,Henrik,1802-18291802-1829）挪威数学家挪威数学家。狄利克萊狄利克萊 Dirichlet, Johann Peter Gustav Lejeune (1805 - 1859) 国际性数学奖除了菲尔兹奖和沃尔夫

3、奖（国际性数学奖除了菲尔兹奖和沃尔夫奖（Wolf Medal）之外，）之外，2003年又增加了一个新成员年又增加了一个新成员一项一项奖金额约奖金额约80万美金的数学终身成就奖万美金的数学终身成就奖阿贝尔奖。阿贝尔奖。数学分析数学分析非凡的数学家非凡的数学家阿贝尔阿贝尔阿贝尔（阿贝尔（Abel,NielsAbel,Niels Henrik, Henrik,1802-18291802-1829）挪威数学家。挪威数学家。18021802年年8 8月月5 5日日生于芬岛，生于芬岛，18291829年年4 4月月6 6日日卒于弗鲁兰。是克里斯蒂卒于弗鲁兰。是克里斯蒂安尼亚（现在的奥斯陆）教区穷牧师的安尼

4、亚（现在的奥斯陆）教区穷牧师的六个孩子之一。尽管家里很贫困，父亲六个孩子之一。尽管家里很贫困，父亲还是在还是在18151815年把阿贝尔送进克里斯蒂安尼亚的一所年把阿贝尔送进克里斯蒂安尼亚的一所中学里读书，中学里读书，1515岁时优秀的数学教师洪堡岁时优秀的数学教师洪堡（BerntBernt Michael Michael HolmboHolmbo 1795-1850 1795-1850）发现了阿贝尔的数学天才，）发现了阿贝尔的数学天才，对他给予指导。使阿贝尔对数学产生了浓厚的兴趣。对他给予指导。使阿贝尔对数学产生了浓厚的兴趣。1616岁时阿岁时阿贝尔写了一篇解方程的论文。贝尔写了一篇解方程的

5、论文。数学分析数学分析丹麦数学家戴根（丹麦数学家戴根（Carl Ferdinand Carl Ferdinand DegenDegen 1766-1825 1766-1825）看过这）看过这篇论文后，为阿贝尔的数学才华而惊叹，当时数学界正兴篇论文后，为阿贝尔的数学才华而惊叹，当时数学界正兴起对起对椭圆积分椭圆积分的研究，于是他给阿贝尔回信写到：的研究，于是他给阿贝尔回信写到：“. .与与其着手解决被认为非常难解的方程问题，不如把精力和时其着手解决被认为非常难解的方程问题，不如把精力和时间投入到对解析学和力学的研究上。例如，椭圆积分就是间投入到对解析学和力学的研究上。例如，椭圆积分就是很好的题目

6、，相信你会取得成功很好的题目，相信你会取得成功.”.”。于是阿贝尔开始转。于是阿贝尔开始转向对椭圆函数的研究。向对椭圆函数的研究。数学分析数学分析 阿贝尔阿贝尔1818岁时，父亲去世了，这使生活变得更加贫困。岁时，父亲去世了，这使生活变得更加贫困。18211821年在洪堡老师的帮助下，阿贝尔进入克里斯蒂安尼亚大学。年在洪堡老师的帮助下，阿贝尔进入克里斯蒂安尼亚大学。18231823年，他发表了第一篇论文，是关于用年，他发表了第一篇论文，是关于用积分方程积分方程求解古老的求解古老的“等时线等时线”问题的。这是对这类方程的第一个解法，开了研究问题的。这是对这类方程的第一个解法，开了研究积分方程的先

7、河。积分方程的先河。18241824年，他解决了年，他解决了用根式求解五次方程的不用根式求解五次方程的不可能性可能性问题。这一论文也寄给了格丁根的问题。这一论文也寄给了格丁根的高斯高斯，但是高斯连信，但是高斯连信都未开封。都未开封。 18251825年，他去柏林，结识了业余数学爱好者克莱尔年，他去柏林，结识了业余数学爱好者克莱尔（AugusteAuguste Leopold Leopold CrelleCrelle 1780-1856 1780-1856）。他与斯坦纳建议克莱尔）。他与斯坦纳建议克莱尔创办了著名数学刊物创办了著名数学刊物纯粹与应用数学杂志纯粹与应用数学杂志。这个杂志头三。这个杂

8、志头三卷发表了阿贝尔卷发表了阿贝尔2222篇包括篇包括方程论方程论、无穷级数无穷级数、椭圆函数论椭圆函数论等方等方面的论文。面的论文。 数学分析数学分析 1826 1826年，阿贝尔来到巴黎，他会见了年，阿贝尔来到巴黎，他会见了柯西柯西、勒让德勒让德、狄利狄利赫莱赫莱和其他人，但这些会面也是虚应故事，人们并没有真正认和其他人，但这些会面也是虚应故事，人们并没有真正认识到他的天才。阿贝尔又太腼腆，不好意思在陌生人面前谈论识到他的天才。阿贝尔又太腼腆，不好意思在陌生人面前谈论他的理论。虽然没有像克莱尔那样的热心人，但他仍然坚持数他的理论。虽然没有像克莱尔那样的热心人，但他仍然坚持数学的研究工作。撰

9、写了学的研究工作。撰写了“关于一类极广泛的超越函数的一般性关于一类极广泛的超越函数的一般性质质”的论文，提交给巴黎科学院。阿贝尔在给洪堡的信中，非的论文，提交给巴黎科学院。阿贝尔在给洪堡的信中，非常自信地说：常自信地说：“. .已确定在下个月的科学院例会上宣读我的论已确定在下个月的科学院例会上宣读我的论文文, ,由柯西审阅由柯西审阅, ,恐怕还没有来得及过目。不过，我认为这是一恐怕还没有来得及过目。不过，我认为这是一件非常有价值的工作，我很想能尽快听到科学院权威人士的意件非常有价值的工作，我很想能尽快听到科学院权威人士的意见，现在正昂首以待见，现在正昂首以待. .。”数学分析数学分析 可是，负

10、责给阿贝尔审稿的可是，负责给阿贝尔审稿的柯西柯西把论文放进抽屉里，一把论文放进抽屉里，一放了之。（这篇论文原稿于放了之。（这篇论文原稿于19521952年在佛罗伦萨重新发现）阿年在佛罗伦萨重新发现）阿贝尔等到年末，了无音信。一气之下离开了巴黎，在柏林作贝尔等到年末，了无音信。一气之下离开了巴黎，在柏林作短暂停留之后于短暂停留之后于18271827年年5 5月月2020日回到了挪威。他原希望回国日回到了挪威。他原希望回国后能被聘为大学教授，但是他的这一希望又一次落空。他靠后能被聘为大学教授，但是他的这一希望又一次落空。他靠给私人补课谋生，一度当过给私人补课谋生，一度当过代课教师代课教师。由于过渡

11、疲劳和营养。由于过渡疲劳和营养不良，在旅途上感染了不良，在旅途上感染了肺结核肺结核。这在当时是不治之症。这在当时是不治之症, ,但他但他一边与病魔作斗争一边继续进行数学研究一边与病魔作斗争一边继续进行数学研究, , 该病一直折磨阿该病一直折磨阿贝尔直到贝尔直到18291829年去世。年去世。数学分析数学分析阿贝尔和雅可比（阿贝尔和雅可比（Carl Gustav Jacobi 1804-1851Carl Gustav Jacobi 1804-1851）是公认的）是公认的椭圆函数论的创始人。这是作为椭圆积分的反函数而为他所发椭圆函数论的创始人。这是作为椭圆积分的反函数而为他所发现的。这一理论很快就

12、成为十九世纪分析中的重要领域之一，现的。这一理论很快就成为十九世纪分析中的重要领域之一，他对数论、数学物理以及代数几何有许多应用。阿贝尔发现了他对数论、数学物理以及代数几何有许多应用。阿贝尔发现了椭圆函数的椭圆函数的加法定理、双周期性加法定理、双周期性。此外，在交换群、。此外，在交换群、二项级数二项级数的严格理论、的严格理论、级数求和级数求和等方面都有巨大的贡献。这些工作使他等方面都有巨大的贡献。这些工作使他成为分析学严格化的推动者。在这个时候，阿贝尔的名声随着成为分析学严格化的推动者。在这个时候，阿贝尔的名声随着克莱尔杂志的广泛发行而传遍了欧洲的所有数学中心。雅可比克莱尔杂志的广泛发行而传遍

13、了欧洲的所有数学中心。雅可比看见这篇椭圆函数的论文，而且知道了巴黎科学院所作的蠢事看见这篇椭圆函数的论文，而且知道了巴黎科学院所作的蠢事之后，非常吃惊，在之后，非常吃惊，在18291829年年3 3月月1414日写信给巴黎科学院表示抗日写信给巴黎科学院表示抗议：议：数学分析数学分析“.“.这在我们生活的这个世纪中，恐怕是数学中最重要的发现，这在我们生活的这个世纪中，恐怕是数学中最重要的发现，虽然向虽然向老爷们老爷们的研究院提交此论文达两年之久，但一直没的研究院提交此论文达两年之久，但一直没有得到诸位先生的注意，这是为什么呢？有得到诸位先生的注意，这是为什么呢？.”.”。而由于阿贝尔。而由于阿贝

14、尔身处孤陋寡闻之地，对于这一切一无所知。阿贝尔的病情不断身处孤陋寡闻之地，对于这一切一无所知。阿贝尔的病情不断发展，甚至连医生也束手无策了。发展，甚至连医生也束手无策了。18291829年年4 4月月5 5日夜间，阿贝尔的病情急剧恶化，于日夜间，阿贝尔的病情急剧恶化，于4 4月月6 6日上日上午午1111点去世。作为命运捉弄人的是，在他去世后的第二天，克点去世。作为命运捉弄人的是，在他去世后的第二天，克莱尔写信给阿贝尔莱尔写信给阿贝尔“. .我国教育部决定招聘您为柏林大学教授我国教育部决定招聘您为柏林大学教授. .，一个月之内就能发出招聘书一个月之内就能发出招聘书. .。”这封信还提到，希望阿

15、贝尔这封信还提到，希望阿贝尔能尽量用最好的药物治疗，不要考虑费用支出。他的亲人们听能尽量用最好的药物治疗，不要考虑费用支出。他的亲人们听到这一消息，禁不住泪流满面。到这一消息，禁不住泪流满面。数学分析数学分析 克莱尔在他的克莱尔在他的学报学报中所写的纪念文章里这样中所写的纪念文章里这样赞扬阿贝尔：赞扬阿贝尔：“阿贝尔在他的所有著作中都打下了阿贝尔在他的所有著作中都打下了天才天才的烙印和表现出了不起的思维能力的烙印和表现出了不起的思维能力。我们可以说他能够。我们可以说他能够穿透一切障碍深入问题的根底，具有似乎无坚不摧的气势穿透一切障碍深入问题的根底，具有似乎无坚不摧的气势. .。他。他又以品格纯

16、朴高尚以及罕见的谦逊精神出众，使他人品也像他的又以品格纯朴高尚以及罕见的谦逊精神出众，使他人品也像他的天才那样受到人们不同寻常的爱戴。天才那样受到人们不同寻常的爱戴。”但是数学家们另有他法纪但是数学家们另有他法纪念他们中的伟人，因为我们常说念他们中的伟人，因为我们常说阿贝尔积分、阿贝尔积分方程、阿贝尔积分、阿贝尔积分方程、阿贝尔函数、阿贝尔群、阿贝尔级数、阿贝尔部分和公式、阿贝阿贝尔函数、阿贝尔群、阿贝尔级数、阿贝尔部分和公式、阿贝尔收敛判别法、阿贝尔可和性尔收敛判别法、阿贝尔可和性。很少有几个数学家能使他的名字。很少有几个数学家能使他的名字同数学中的这么多概念和定理联系在一起。谁也不难想象，要是同数学中的这么多概念和定理联系在一起。谁也不难想象，要是他活到正常寿命的话该有多少贡献啊。他活到正常寿命的话该有多少贡献啊。数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析三、三、无界无界函数形式函数形式数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析数学分析比较判别法、极限形式、第二积分中比较判别法、极限形式、第二积分中值定理、柯西判别法、值定理、柯西判别法、A-D判别法判别法四、四、小结小结