いきなりですが……
定積分∫−∞∞xex2dxを求めよ.
この問題は次のような感じで,簡単に解けます.
被積分関数xex2は奇関数なので,求める積分値は0である.
余裕ですね.
そんなわけないです.極限の扱いには気を付けましょう.
杉浦1においては,次のように広義積分が定義されています.
Rの半開区間I=[a,b) (b=+∞でもよい)で定義された実数値関数fが次の(1),(2)を満たすとする.
このときfはI=[a,b)で広義可積分であるといい,limu→b−0∫auf(x)dx=∫abf(x)dxと書く.
半開区間(a,b] (a=−∞でもよい)上での広義積分も同様に定める.
f:(a,b)→R (a=−∞でもよいし,b=+∞でもよいし,その両方でもよい)について,任意のc∈(a,b)に対しlimv→a+0∫vcf(x)dx,limu→b−0∫cbf(x)dxが実数値として存在するとき,limv→a+0,u→b−0∫vuf(x)dx=limv→a+0∫vcf(x)dx+limu→b−0∫cbf(x)dxと定め,これを∫abf(x)dxと書く.
※本当はwell-defined性などを確かめるべきなのでしょうが,この記事では省略させていただきます.
limu→∞∫0∞xex2dx=∞なので,∫−∞∞xex2dxは存在しません.
極限の扱いには気を付けましょう.
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