Математическая энциклопедия - несобственный интеграл

интеграл от неограниченной функции или от функции по неограниченному множеству. Пусть функция f определена на конечном или бесконечном полуинтервале , и для любого функция f интегрируема но Риману (по Лебегу) на отрезке Тогда предел

(в случае условие понимается как ) наз. несобственным интегралом

Если предел (1) существует, то говорят, что Н. и. сходится, если не существует расходится. Напр., Н. и.при сходится, а при расходится. Если же , то

сходится при и расходится при .

Если и функция f интегрируема по Риману (по Лебегу) на отрезке [ а, b], то Н. и. (1) совпадает с определенным интегралом.

Аналогично при соответствующих предположениях определяют Н. и. по промежутку

Если функция/ интегрируема по Риману (по Лебегу) на каждом отрезке и существуют то Н. и.

определяется как сумма

и не зависит от выбора точки с.

Если на интервале ( а, b )имеется конечное число точек

: таких, что функция f интегрируема по Риману (по Лебегу) на каждом отрезке , не содержащем ни одной точки , и для каждого существуют Н. и.

то Н. и.

Это определение не зависит от выбора точек .

На Н. и. переносятся общие свойства интегралов: линейность, аддитивность относительно промежутков, по к-рым производится интегрирование, правило интегрирования неравенств, теоремы о среднем, интегрирование по частям и замены переменного, формула Ньютона Лейбница. Напр., если функция f почти всюду на [ а, b )совпадает с производной функции F, к-рая абсолютно непрерывна на каждом отрезке то

Для выяснения сходимости Н. и. от знакопостоянных функций применяется признак сравнения: напр., для Н. и. вида (1) при выполнении условия

из сходимости Н. и.

следует сходимость Н. и.

функция наз. в этом случае функцией сравнения. В качестве функции сравнения для интегралов (1) в случае конечного предела интегрирования bчасто используются функции ; для интегралов вида (2) в случае конечности предела интегрирования афункции , при наличии одного или двух бесконечных пределов интегрирования функции . Из признака сравнения следует, напр., если для неотрицательной функции f, определенной при , существует предел

то при Н. и.

вида (1) сходится, а при Н. и. расходится.

Необходимое и достаточное условие сходимости Н. и. дает критерий Коши. Так, Н. и. вида (1) сходится тогда и только тогда, когда для любого существует такое что для всех выполняется неравенство

-

Н.