数学分析教案第十九章 含参量积分

《数学分析》教案

第十九章 含参量积分

教学目的：1.掌握含参量正常积分的概念、性质及其计算方法；2.掌握两种含参量反常积分的概念、性质及其计算方法；3.掌握欧拉积分的形式及有关计算。

教学重点难点：本章的重点是含参量积分的性质及含参量反常积分的一致收敛性的判定；难点是一致收敛性的判定。

教学时数：12学时

§ 1含参量正常积分

一. 含参积分: 以实例

和

引入.

定义含参积分 和

.

含参积分提供了表达函数的又一手段 .我们称由含参积分表达的函数为含参积分.

1. 含参积分的连续性:

Th19.5 若函数

在

Th19.8 若函数 和

在

在矩形域

上连续 , 则函数

上连续 . ( 证 ) P172

在矩形域

上连续, 函数 在

上连续.

上连续 , 则函数

( 证 ) P173

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2. 含参积分的可微性及其应用:

Th 19.10 若函数 上连续, 则函数

及其偏导数

在

都在矩形域 上可导 , 且

.

( 即积分和求导次序可换 ) . ( 证 ) P174

Th 19.11 设函数 上连续,函数 参积分

和

及其偏导数 定义在 在

都在矩形域

上 , 且可微 , 则含

, 值域在 上可微 , 且

. ( 证 )P174

例1 计算积分 . P176.

例2 设函数

函数

在点

的某邻域内连续 . 验证当

充分小时 ,

的

阶导数存在 , 且

. P177.

§ 2 含参反常积分

一. 含参无穷积分:

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1. 含参无穷积分: 函数 以是无穷区间 ) . 以 示的函数

.

定义在

上 (

可

为例介绍含参无穷积分表

2. 含参无穷积分的一致收敛性:

逐点收敛( 或称点态收敛 ) 的定义: 使

, ,

.

引出一致收敛问题 .

定义 (一致收敛性 ) 设函数

, 使

分

在

( 关于

对

定义在 上 . 若对

成立, 则称含参无穷积

)一致收敛.

Th 19.5 ( Cauchy收敛准则 ) 积分收敛,

在

上一致

对 成立 .

例1 证明含参量非正常积分

其中P180

. 但在区间

在

上一致收敛 ,

内非一致收敛 .

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3. 含参无穷积分与函数项级数的关系:

Th 19.6 积分

,

, 函数项级数

在

上一致收敛, 对任一数列 在

上

↗

一致收敛. ( 证略 )

二. 含参无穷积分一致收敛判别法:

1. Weierstrass M 判别法: 设有函数 有 一致收敛.

. 若积分

, 使在

在

上

, 则积分

例2 证明含参无穷积分P182

在

内一致收敛.

2. Dirichlet判别法和Abel判别法: P182

三. 含参无穷积分的解析性质: 含参无穷积分的解析性质实指由其所表达的函数的解析性质.

1. 连续性: 积分号下取极限定理.

Th 19.7 设函数

在

级数进行证明或直接证明 )

在

上连续 . 若积分

在

上一致收敛, 则函数

上连续. ( 化为

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