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Integrales Impropias


Enviado por   •  26 de Marzo de 2013  •  2.839 Palabras (12 Páginas)  •  499 Visitas

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Tema 11

Integrales impropias.

11.1 Introducci´on.

En el tema anterior se ha definido la integral de Riemann con las siguientes hip´otesis

? Dom(f ) = [a; b] es un conjunto acotado.

? f : [a; b] ¡! IR est´a acotada en [a; b].

Si alguna de estas condiciones no se cumple denominaremos a la integral correspondiente

integral impropia.

11.2 Integrales impropias de primera especie.

Definici´on 11.1– Sea f : [a; +1) ¡! IR integrable en [a; t] , para todo t ¸ a , y sea

F : [a; +1) ¡! IR la funci´on definida por F (t) =

Z

t

a

f (x)dx .

El par (f; F ) se denomina integral impropia de primera especie en [a; +1) y se designa

por

Z

+1

a

f (x)dx ´o

Z

+1

a

f:

Definici´on 11.2– Diremos que la integral impropia

Z

+1

a

f (x)dx es convergente si existe y es

finito

lim

t!+1

F (t) = lim

t!+1

Z

t

a

f (x)dx

y si ese l´ımite es L se dice que el valor de la integral impropia es L . Es decir,

L =

Z

+1

a

f (x)dx:

Si el l´ımite anterior es infinito se dice que la integral impropia es divergente, y si no existe se

dice que es oscilante.

De forma an´aloga se definen las integrales impropias de primera especie en intervalos de la

forma (¡1; b] para funciones f : (¡1; b] ¡! IR integrables en [t; b], para todo t 2 IR, y las

representamos por

Z

b

¡1

f (x)dx ´o

Z

b

¡1

f:

Definici´on 11.3– Sea f : IR ¡! IR integrable en todo intervalo cerrado de IR . Diremos que

Z

+1

¡1

f (x)dx es convergente si existe alg´un a 2 IR tal que las integrales

Z

a

¡1

f (x)dx y

Z

+1

a

f (x)dx;

Integral de una variable. 126

11.2 Integrales impropias de primera especie.

son ambas convergentes. En ese caso su valor es

Z

+1

¡1

f (x)dx =

Z

a

¡1

f (x)dx +

Z

+1

a

f (x)dx:

Definici´on 11.4– Diremos que dos integrales impropias tienen el mismo car´acter, y lo repre-sentaremos por “ » ”, si son simult´aneamente convergentes, divergentes u oscilantes.

Propiedades 11.5–

a) Sea f : [a; +1) ¡! IR integrable en [a; t] para todo t ¸ a y sea b ¸ a . Entonces

Z

+1

a

f (x)dx »

Z

+1

b

f (x)dx:

Demostraci´on:

Como

lim

t!+1

Z

t

a

f (x)dx = lim

t!+1

Ã

Z

b

a

f (x)dx +

Z

t

b

f (x)dx

!

=

Z

b

a

f (x)dx + lim

t!+1

Z

t

b

f (x)dx

el l´ımite de la izquierda es finito, infinito o no existe si el l´ımite de la derecha es finito,

infinito o no existe respectivamente. Y viceversa.

An´alogamente si f : (¡1; b] ¡! IR es integrable en [t; b], 8 t 2 IR y a · b , entonces

Z

...

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