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0.0.0.1 問題.

以下の広義積分を計算せよ。 (1) $ \dsp\int_{1}^\infty\frac{\Dx}{x^2}$     (2) $ \dsp\int_{0}^1\frac{\Dx}{\sqrt{x}}$     (3) $ \dsp\int_{1}^\infty\frac{\Dx}{x}$     (4) $ \dsp\int_{1}^\infty\frac{\Dx}{1+x^2}$    

(1)

$\displaystyle \int_{1}^\infty\frac{\Dx}{x^2}
=\lim_{R\to\infty}\int_1^R x^{-2}\;\Dx
=\lim_{R\to\infty}\left[- x^{-1}\right]_1^R
=\lim_{R\to\infty}(1-R^{-1})=1.
$

(2)

$\displaystyle \dsp\int_{0}^1\frac{\Dx}{\sqrt{x}}
=\lim_{\eps\to+0}\int_\eps^1 x...
..._{\eps\to+0}\left[2x^{1/2}\right]_\eps^1
=\lim_{\eps\to+0} 2(1-\eps^{1/2})
=2.
$

(3)

$\displaystyle \int_{1}^\infty\frac{\Dx}{x}
=\lim_{R\to\infty}\int_1^R \frac{1}{...
...o\infty}\left[\log\vert x\vert\right]_1^R
=\lim_{R\to\infty}(\log R-0)=\infty.
$

(4)

$\displaystyle \int_{1}^\infty\frac{\Dx}{1+x^2}
=\lim_{R\to\infty}\int_1^R \frac...
...R\to\infty}(\tan^{-1}R-\tan^{-1}1)
=\frac{\pi}{2}-\frac{\pi}{4}=\frac{\pi}{4}.
$


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Masashi Katsurada
平成19年11月27日