6.3 习题课讲解
6.3.1 含参积分
例 6.3.1 (
)
设,计算:
解
分别对积分下限、积分上限和被积函数求导可得
例 6.3.2 (习题课3·例12,
)
计算以下积分:
-
(1)
-
,其中、。
-
(2)
-
,其中。
解
(1) 令
显然,计算可得
故有
(2) 令
注意到
故此积分不为瑕积分。显然,计算可得
故有
注
若不限定,需要特别注意参数的取值范围,此时本题的答案为
例 6.3.3 (例1,
)
设在区间连续,讨论的连续性。
解
因为是奇函数,故我们只需要考虑的情况。当时,易知在上连续,从而在处连续。
当时,易知。由的连续性可得,使得,于是
其中当时,记,则有
再令可得,即在处连续当且仅当。
另解
也可以这么处理:
其中
因此
例 6.3.4 (例2,
)
设连续,证明:
可微,并求它的导数。
证明
记,证明思路为:
- 连续关于积分上限可微,关于可微可微、关于连续关于被积函数中的参数可微;
- 关于积分下限和被积函数的参数连续、关于连续连续(见例 2.3.23)关于积分上限可微。
因此可微,且有
例 6.3.5 (例5,
)
证明:
证明
注意到
当时,考虑复变函数,设,则
因此
结合为偶函数以及的连续性,可得对成立。
另证
如不借助复变函数,可以注意到
也可以利用数学归纳法证明
且、,由带Lagrange余项的Taylor公式即可得到。