第25讲 典型例题与练习参考解答:定积分的定义及其应用

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第25讲:定积分的定义及其应用

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例题与练习题

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练习1:证明狄利克雷函数

在任何闭区间上不可积.

练习2:设 在 上有界, . 试对 的任一分割

以及每个小区间内任意取点 ,计算

练习3:利用定义计算定积分
练习4:用定积分表示如下极限:
练习5:用定积分表示如下极限:

【注】参考解答一般仅是提供一种思路上的参考,过程不一定是最简单的,或者最好的,并且有时候可能还有些许小错误!希望在对照完以后,不管是题目有问题,还是参考解答过程有问题,希望学友们能不吝指出!如果有更好的解题思路与过程,也欢迎通过后台或邮件以图片或Word文档形式发送给管理员,管理员将尽可能在第一时间推送和大家分享,谢谢!

例题与练习参考解答

【注】如果公式显示不全,请在公式上左右滑动显示!

练习1:证明狄利克雷函数

在任何闭区间上不可积.

【参考解答】:在区间 中任意插入若干个分点

把区间 分成 个小区间

(1) 在每个小区间上都取有理点 ,则

积分和为

于是.

(2) 在每个小区间上都取无理点 ,则

积分和为

于是.

由于在子区间 中按两种不同方式选取了有理点和无理点时,对应的积分和极限不同,所以根据定积分的定义知,函数在上不可积.


练习2:设 在 上有界, . 试对 的任一分割

以及每个小区间内任意取点 ,计算

【参考解答】:由于 有界,则存在 ,使得

于是可得

其中 . 于是可得


练习3:利用定义计算定积分

【参考解答】:由于被积函数 在 上连续,故在 上可积. 于是取分点为

并且取各子区间的右端点为

于是可得积分和为

所以由定积分的存在性可知


练习4:用定积分表示如下极限:

【参考解答】:(1) 直接由定积分定积分,可得

(2) 直接由定积分定积分,可得

(3) 由,又

故由夹逼准则得


练习5:用定积分表示如下极限:

【参考解答】:(1) 根据定积分的积分和描述,改写极限式,得

或者考虑区间为,则得

(2) 当 时,,故

(3) 原极限,其中

(4) 将极限表达式改写成求和符号描述,得

其中 正好为子区间 的中点值,所以由定积分和式极限定义,得

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