∫sint/tdt=π积分下、上限分别为-∞,∞,怎么证?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/07/07 20:37:08
啊呀,分类选错了!恐怕没人答了。

证明这个函数的在整个定义域内连续,可导,可积省略。

下面证明∫sint/tdt=π/2(积分上限为∞,下限为0)

因为sint/t不存在初等函数的原函数,所以下面引入一个“收敛因子”e^(-xt)(x>=0),转而讨论含参量的积分。

I(x)=∫e^(-xt)sint/tdt (积分上限为∞,下限为0)

显然:
I(0)=∫sint/tdt(积分上限为∞,下限为0)

I`(x)=∫∂(e^(-xt)sint/t)/∂x dt (积分上限为∞,下限为0)
=∫e^(-xt)sin(t)sint(积分上限为∞,下限为0)
=e^(-xt)(xsint+cost)/(1+x^2)|(上限为∞,下限为0)
=-1/(1+x^2)

从而有

I(x)=-∫(1/(1+x^2))dx=-arctan(x)+C (1)

|I(x)|=|∫e^(-xt)sint/tdt|
≤∫|e^(-xt)sint/t|dt
≤∫e^(-xt)dt
=-(1/x)*e^(-xt)|(对t的积分原函数,上限为∞,下限为0)
=1/x -->0 (x-->+∞)

即lim(I(x))-->0 (x-->+∞)

对(1)式两端取极限:

lim(I(x))(x-->+∞)
=-lim(-arctan(x)+C ) (x-->+∞)
=-π/2+C

即有0=-π/2+C,可得C=π/2

于是(1)式为

I(x)=-arctan(x)+π/2

limI(x)=lim(-arctan(x)+π/2) (x-->0)

I(0)=π/2

所以有
I(0)=∫sint/tdt(积分上限为∞,下限为0)=π/2