Tema 5

Documente similare
Seminarul 1

D.Rusu, Teoria măsurii şi integrala Lebesgue 12 SPAŢII L P Cursul 11 Proprietăţi de densitate în spaţiile L p Proprietăţile de densitate ne permit să

Curs 8 Derivabilitate şi diferenţiabilitate pentru funcţii reale 8.1 Derivata şi diferenţiala unei funcţii reale. Propriet¼aţi generale De niţia 8.1.1

M1-ACS, , M. Olteanu Notițe de Adrian Manea Seminar 9 Extreme cu legături. Integrale improprii 1 Extreme condiționate Atunci cînd domeniul de

Societatea de Ştiinţe Matematice din România Ministerul Educaţiei Naţionale Olimpiada Naţională de Matematică Etapa Naţională, Braşov, 2 aprilie 2013

D.Rusu, Teoria măsurii şi integrala Lebesgue 11 INTEGRALA LEBESGUE Cursul 10 Observaţia Cum am văzut în Teorema 11.46, orice funcţie integrabilă

Şiruri de numere reale Facultatea de Hidrotehnică Universitatea Tehnică Gheorghe Asachi Iaşi, 2015 Analiză Matematică Lucian Maticiuc 1 / 29

Cursul 6 Integrala în complex Fie f : D C o funcţie continuă pe domeniul D C. Ne punem problema existenţei unei primitive a lui f, adică a unei funcţi

{ 3x + 3, x < 1 Exemple. 1) Fie f : R R, f(x) = 2x + 4, x 1. Funcţia f este derivabilă pe R\{1} (compunere de funcţii elementare), deci rămâne să stud

Cursul 8 Funcţii analitice Vom studia acum comportarea şirurilor şi seriilor de funcţii olomorfe, cu scopul de a dezvălui o proprietate esenţială a ac

Calcul diferenţial şi integral (notiţe de curs) Şt. Balint E. Kaslik, L. Tǎnasie, A. Tomoioagă, I. Rodilǎ, N. Bonchiş, S. Mariş Cuprins I Introducere

Model de planificare calendaristică

Aero-BCD, , Prof. L. Costache & M. Olteanu Notițe de Adrian Manea Seminar 5 Șiruri și serii de funcții. Serii de puteri 1 Șiruri de funcții D

PowerPoint Presentation

Microsoft Word - Analiza12BacRezolvate.doc

Microsoft Word - CP4-13.DOC

D.Rusu, Teoria măsurii şi integrala Lebesgue 6 MĂSURA LEBESGUE Cursul 5 Teorema 6.26 Există submulţimi ale lui R care nu sunt măsurabile Lebesgue. Dem

LOGICAL DESIGN OF DIGITAL COMPUTERS

OBIECTIVE DE REFERINŢĂ ŞI EXEMPLE DE ACTIVITĂŢI DE ÎNVĂŢARE 1. Cunoaşterea şi înţelegerea conceptelor, a terminologiei şi a procedurilor de calcul Obi

Facultatea de Matematică Anul II Master, Geometrie Algebrică Mulţimi algebrice ireductibile. Dimensiune 1 Mulţimi ireductibile Propoziţia 1.1. Fie X u

Algebra: 1. Numere naturale. Operatii cu numere naturale. Ordinea operatiilor. Puteri si reguli de calcul cu puteri. Compararea puterilor. Multimea nu

UNIVERSITATEA BABEŞ-BOLYAI CLUJ-NAPOCA FACULTATEA DE MATEMATICĂ ŞI INFORMATICĂ Concurs MATE-INFO UBB 6 aprilie 2019 Proba scrisă la MATEMATICĂ NOTĂ IM

OBIECTIVE DE REFERINŢĂ ŞI EXEMPLE DE ACTIVITĂŢI DE ÎNVĂŢARE 1. Cunoaşterea şi înţelegerea conceptelor, a terminologiei şi a procedurilor de calcul Obi

Cursul 7 Formula integrală a lui Cauchy Am demonstrat în cursul precedent că, dacă D C un domeniu simplu conex şi f : D C o funcţie olomorfă cu f cont

LABORATOR 9 - VECTORI ŞI VALORI PROPRII. INTERPOLAREA FUNCŢIILOR 1. Vectori Şi valori proprii. Metoda rotaţiilor a lui Jacobi Fie A o matrice p¼atrati

TEORIA MĂSURII Liviu C. Florescu Universitatea Al.I.Cuza, Facultatea de Matematică, Bd. Carol I, 11, R Iaşi, ROMANIA, e mail:

GHEORGHE PROCOPIUC PROBLEME DE ANALIZĂ MATEMATICĂ ŞI ECUAŢII DIFERENŢIALE IAŞI, 2007

PowerPoint Presentation

Microsoft Word - fmnl06.doc

Limite de funcţii reale

112 Prof. dr. ing. Toma L. Dragomir, TEORIA SISTEMELOR I / Realizări invariante la semnal treaptă (RIST) pentru sisteme fără timp mort For

C:/Users/Lenovo/Dropbox/activitate matematica/cursuri/MS ETTI /msetti.dvi

Distanţa euclidiană (indusă de norma euclidiană) (în R k ). Introducem în continuare o altă aplicaţie, de această dată pe produsul cartezian R k XR k,

Săptămâna 1 Partea I Nr. item Rezultate a) {1; 2; 3; 4; 5; 8} {2} {2; 3; 5; 6; 7} 55 [AE b) {2; 4} C {1; 3; 4; 5; 7} 55 AD c) {1; 3; 5} {2;

BAC 2007 Pro Didactica Programa M1 2 Rezolvarea variantei 36 versiune finală Redactia Pro Didactica Suportul pe net:

Elemente de aritmetica

Subiectul I (20 puncte) CONCURSUL ȘCOLAR NAȚIONAL DE GEOGRAFIE,,TERRA ETAPA NAȚIONALĂ 18 mai 2019 CLASA a V-a Citește fiecare cerință și analizează cu

Matematici Speciale - Ingineria Sistemelor Seminar 1 Probleme rezolvate 1. Studiaţi convergenţa integralelor improprii: Z 1 p Z 3 2x 2 a) I

BAC 2007 Pro Didactica Programa M1 2 Rezolvarea variantei 61 versiune finală Redactia Pro Didactica Suportul pe net:

Cursul 12 (plan de curs) Integrale prime 1 Sisteme diferenţiale autonome. Spaţiul fazelor. Fie Ω R n o mulţime deschisă şi f : Ω R n R n o funcţie de

DAN LASCU ADRIANA-LIGIA SPORIŞ ANDA OLTEANU PAUL VASILIU MATEMATICĂ. CULEGERE DE PROBLEME TIP GRILĂ PENTRU ADMITEREA ÎN ACADEMIA NAVALĂ MIRCEA CEL BĂT

Microsoft Word - Articol_Cretu Ion [RO].docx

Clasa IX 1. O lăcustă face salturi, fiecare salt în linie dreaptă şi de două ori mai lung ca precedentul. Poate vreodată lăcusta să revină în punctul

PROGRAMA CONCURSULUI NAŢIONAL

Microsoft Word - MD.05.

Tiberiu Trif Analiză matematică 2 Calcul diferențial și integral în R n

FIŞA NR

Microsoft Word - cap1p4.doc

ETTI-AM2, , M. Joița & A. Niță Notițe de Adrian Manea Seminar 10 Transformata Fourier Integrala Fourier Seriile Fourier sînt utile pentru dez

curs 9 v3 [Compatibility Mode]

Cursul 6 Cadru topologic pentru R n În continuarea precedentei părţi, din cursul 5, dedicată, în întregime, unor aspecte de ordin algebric (relative l

Retele Petri si Aplicatii

Analiz¼a Matematic¼a - Curs 6 M¼ad¼alina Roxana Buneci

Gheorghe IUREA Adrian ZANOSCHI algebră geometrie clasa a VII-a ediţia a V-a, revizuită mate 2000 standard EDITURA PARALELA 45 Matematică. Clasa a VII-

Cursul 10 Fractali de tip Newton Vom prezenta în continuare o nouă modalitate de generare a fractalilor, modalitate care îşi are originea într-o probl

Cursul 13 Mulţimi Julia Fie f : C C o funcţie complexă şi fie f n = f f f iterata de ordin n a lui f. Peste tot în continuare vom presupune că f este

CLP_UTCN-grila-2012.dvi

Microsoft Word - D_ MT1_II_001.doc

MD.09. Teoria stabilităţii 1

Cuprins ANALIZĂ MATEMATICĂ CALCUL INTEGRAL CUPRINS Unitatea de învăţare Titlu Pagina INTRODUCERE 1 1 Primitive 3 Obiectivele unităţii de învăţare nr.

CONCURSUL DE MATEMATICĂ APLICATĂ "ADOLF HAIMOVICI" ETAPA JUDEȚEANĂ 18 martie 2017 Filiera Tehnologică : profilul Tehnic Clasa a IX -a Problema 1. 2 Se

PowerPoint-Präsentation

CONCURSUL NAŢIONAL DE MATEMATICA PANAITOPOL EDIŢIA a X-a, TULCEA, 21 aprilie 2018 Clasa a VII - a 1. Se consideră numerele reale x, y şi z, cel puţin

Curs 10 Aplicaţii ale calculului diferenţial. Puncte de extrem 10.1 Diferenţiale de ordin superior S¼a trecem acum la de nirea diferenţialelor de ordi

Probleme rezolvate 1) Să se calculeze limitele următoarelor şiruri: 1 a) x n n = ( n+ 1)( n+ 2 )...( n+ n), n 2 n ( 1) 1 n n b) 2 3 n 5 n... ( 2

Cursul 12 Şiruri recurente în planul complex Vom studia, în continuare, comportarea în raport cu data iniţială a şirurilor definite prin relaţii de re

Analiză de flux de date 29 octombrie 2012

Copyright c 2001 ONG TCV Scoala Virtuala a Tanarului Matematician 1 Ministerul Educatiei si Stiintei Examenul de bacalaureat la

Microsoft Word - 3 Transformata z.doc

ETTI-AN1, , C. Ghiu Notițe de Adrian Manea Seminar 4 Serii Fourier și recapitulare 1 Serii Fourier Pentru dezvoltarea în serie Fourier (care

SEMNALE ŞI SISTEME CURSUL 3 SEMNALE ANALOGICE Obiectivele acestui curs: Distribuţii. Funcţii singulare Distribuţii utile în studiul semnalelor. Transf

MOMENTUL REZISTENT INTAMPINAT DE CAPUL DE FORAJ, LA FORAREA ORIZONTALA CU BURGHIU INTR-UN PAMANT NECOEZIV

Microsoft Word - Programa finala olimpiadei matematica 2007 gimnaziu.doc

Teoreme cu nume 1. Problema (Năstăsescu IX, p 147, propoziţia 5) Formula lui Chasles Pentru orice puncte M, N şi P avem MN + NP = MP.

CONCURSUL NAŢIONAL DE MATEMATICA PANAITOPOL EDIŢIA a X-a, TULCEA, 21 aprilie 2018 Clasa a VII - a Soluţii orientative şi bareme Problema 1. Se conside

Microsoft Word - 06-Rosu-Mihaela-RED-TR_Proiect_did_Bunat_toamnei_II_ROM.doc

BR_409995

Investeşte în oameni

O teoremă de reprezentare (II) Marian TETIVA 1 Abstract. In this paper some (in general well-known) results on complete sequences are exposed, with ap

02. Analiza matematica 3 - MI 2

Analiză statică Analiza fluxului de date 23 octombrie 2014

MergedFile

Modelarea deciziei financiare şi monetare

ETTI-AM2, , M. Joița & A. Niță Notițe de Adrian Manea Seminar 11 Transformarea Laplace Aplicații Transformarea Z Ecuații și sisteme diferenți

C10: Teoria clasică a împrăștierii Considerăm un potențial infinit în interiorul unui domeniu sferic de rază a și o particulă incidentă (Figura 1) la

Retele Petri si Aplicatii

Clustere şi impurităţi în sisteme complexe

Programul Operaţional Sectorial pentru Dezvoltarea Resurselor Umane 2007 – 2013

FIŞA DISCIPLINEI 1. Date despre program 1.1 Instituţia de învăţământ superior Universitatea Alexandru Ioan Cuza din Iaşi 1.2 Facultatea Facultatea de

MECANICA FLUIDELOR

Complemente de Fizica I Cursul 1

Dorel LUCHIAN Gabriel POPA Adrian ZANOSCHI Gheorghe IUREA algebră geometrie clasa a VIII-a ediţia a V-a, revizuită mate 2000 standard EDITURA PARALELA

MergedFile

Microsoft Word - Tsakiris Cristian - MECANICA FLUIDELOR

8

LOGICA MATEMATICA SI COMPUTATIONALA Sem. I,

Cursul 14 Mulţimea lui Mandelbrot Mulţimile şi funcţiile cu caracter excepţional (mulţimea lui Cantor, insula lui Koch, funcţiile lui Weierstrass şi T

SEMNALE ŞI SISTEME CURSUL 2 C.2. SEMNALE ANALOGICE 1.2. Reprezentări ale semnalelor prin diferite forme ale seriei Fourier Seria Fourier trigonometric

FIŞA DISCIPLINEI 1. Date despre program 1.1 Instituţia de învăţământ superior Universitatea Alexandru Ioan Cuza din Iaşi 1.2 Facultatea Facultatea de

Transcriere:

Tem 5 Etensini le integrlei Riemnn Modll 5. - Integrle definite, c prmetr. Integrle improprii. Integrle definite, c prmetr Stdil integrlelor definite c prmetr rel este intim legt de reprezentre integrlă fncţiilor rele de o riilă relă cre pre în descriere mtemtică mltor fenomene din: economie, fizică, tehnic etc. Fie [, ] R n interl mărginit şi A R o mlţime orecre, fncţi relă f : [, ] A R depinde de doă riile rele: [, ] şi A. Dcă f este ine definită în rport c pe [, ] şi integrilă Riemnn dpă, tnci eistă integrl definită: f (, cre depinde de prmetrl rel, A. Fncţi: ( R ( ( F : A ; F f,, A este dtă printr-o integrlă definită cre depinde de prmetrl rel, tnci când f stisfce condiţiile precizte. Vom stdi proprietăţile fncţiei F din (: eistenţ limitei pentr A R ( pnct de cmlre pentr A, continitte, deriilitte şi integrilitte. Dcă F n este simpl clclilă din (, om preciz în ce condiţii loc trnsferrile de proprietăţi de l f : [, ] A R l F dtă prin (. Definiţi 5. Fncţi f : [, ] A R tinde niform pe [, ] către fncţi g : [, ] R pentr c A' R, dcă şi nmi dcă em: ε >, δ( ε >.î. Ac < δ( ε şi A' R ( f (, g( <ε, [, ] nott: f [, ] g pentr s lim f (, g(, [, ]. Teorem 5. (Trnsfer de trecere l limită Fie f : [, ] A R fncţie contină pe [, ] pentr A. Dcă eistă limit g lim f, c A' R şi f tinde niform către g pe [, ] în, tnci ( ( em: F f f g ( 3 lim ( lim (, lim (, ( 3

ε Demonstrţie. Se plică ( c ( > şi în ipotezele teoremei, em: ε f g f g ε, (, ( (, ( < ( [ ] ( ( Ac <δ ε şi, lim F g. Teorem 5. (Trnsfer de continitte Fie f : D R R c D [, ] [c, d] o fncţie contină pe D, tnci F este contină pe [c, d]. Demonstrţi reine l doedi că [c, d] eistă lim F( F(. În ipotez f contină pe D compctă (închisă şi mărginită, rezltă f niform contină pe D şi conform definiţiei, em: ' '' <δ( ε ε >, δ( ε >.î. ( ', ', ( '', '' Dc ' '' <δ ( 4 ( ε ε f ( ', ' f ( '', '' <, ( >. În ipotezele din ennţ şi folosind (4, se oţine: ( ( (, (, F F f f (, (, (, (, f f f f < ε < ε pentr - <δ( ε eistă lim F( F(, [ c, d] F contină pe [ c, d]. Teorem 5.3 (Trnsfer de deriilitte Dcă f : [, ] [c, d] R este contină şi eistă f ' (derit prţilă li f în rport c fncţie contină pe D [, ] [c, d], tnci F este deriilă pe [c, d] şi em: ( 5 F' ( f '(,, [ c, d] Demonstrţie. F este deriilă pe [c, d], dcă pentr [c, d] F( F( eistă lim F' ( R. Derit prţilă li f în rport c în [c, d] este dtă prin: 4

f ( (, (, f f ', lim R integrilă în rport c pe [, ]. Folosind teorem 5., oţinem: F( F( (, (, lim lim f f şi cm f ' este contină pe D este şi fncţie f (, f (, f ( F ( [ c d] F lim ', ' R, este deriilă pe [c, d] şi re loc forml (5., Teorem 5.4 (Trnsfer de integrilitte Dcă f : [, ] [c, d] R este fncţie contină pe compctl D [, ] [c, d], tnci F este integrilă pe [c, d] şi em: ( 6 d d d F ( d f (, d f (, d c c c. Demonstrţi formlei (6 - în iliogrfie ([5], [], [4], [7]. Czl mi generl de fncţii definite prin integrle Riemnn cre depind de n prmetr este tnci când şi limitele de integrre, snt fncţii de cest prmetr. Fie, β : [c, d] [, ] contine, em: β( ( 7 G: [ c, d] R, G( f (, ( Teorem 5.5 (Forml de derire li Leiniz Fie f : [, ] [c, d] R şi, β : [c, d] [, ]. Dcă snt îndeplinite condiţiile: f contină pe D [, ] [c, d] eistă f ' contină pe D, 3, β C ( [c, d], tnci G este deriilă şi re loc forml li Leiniz: ( 8 G' ( f β( β' ( f ( '( + f '(,, [ c, d] β ( (. Demonstrţi în iliogrfie ([5], [], [4], [7]. Teorem 5.6 (Trnsfer de integrilitte Fie f : [, ] [c, d] R o fncţie contină şi, β : [c, d] [, ] contine pe [c,d], tnci G din (7 este integrilă pe [c, d] şi em: d d β( ( 9 G( d f (, d c c ( Demonstrţi în cpitoll Integrl dlă şi în iliogrfie ([5], [], [4], [7]. 5

Eemple. ( ( ( + R ( o F sin sin c F cos( cos cos cos 4 4 cos F(, R 4 + ( ( ( ( + o F,, F ln + ( + > ln ln ln, ( ( ( 3 o G c, schimre de riilă t t t+ t şi dt ( (, (, G t dt t t t t dt rcsin + t t t dt t t G t Integrle improprii şi prin Integrl Riemnn s- definit pe interle compcte din R şi orice fncţie integrilă în mod necesr este mărginită. O etensine integrlei Riemnn se oţine înlătrând n dintre ceste doă condiţii: interl de integrre compct (închis şi mărginit, fncţi de integrt mărginită. Vom defini n lt concept de integrlă considerând fncţii de integrt ritrre (dică mărginite s nemărginite în ecinătte ni pnct şi interle de integrt ritrre (mărginite, nemărginite s închise, neînchise. Sensl geometric l noli concept de integrlă este determint de clcll riilor nor mlţimi din pln mărginite de grficl nei fncţii, simptote orizontle, simptote erticle, drepte prlele c O şi O. Acest no concept de integrlă se nmi integrlă improprie s integrlă generliztă s integrlă pe interl necompct. 6

Să clclăm ri mlţimilor din pln mărginite de grficl nei fncţii contine, pozitiă şi o simptotă orizontlă, em czrile: f : [, R contină, f > şi simptotă orizontlă f : (, ] R contină, f > şi simptotă orizontlă A ( f ( şi cercetăm dcă eistă: lim A ( ( lim f R [ ] A(, M(, ( f ( A şi cercetăm dcă eistă: ( f ( lim A lim R. N(, B(, [ N(, ] M(, f : R R, f contină, f > şi simptotă orizontlă A (, f( şi cercetăm dcă eistă f ( A (. + lim lim, R + Fie f : I {c} R şi pnctl c I este pnct singlr l li f dcă eistă V V (c. î. f este nemărginită pe V I; în cest cz grficl li f dmite simptotă erticlă c. Vom consider interle necompcte din R de form: [, c c c +, (c, ] c c şi (, c, +. Să clclăm ri mlţimilor din pln mărginite de grficl nei fncţii contine, pozitiă, O şi o simptotă erticlă; em czrile: [ A(, ] M(, c f : [, c R, c pnct singlr şi drept c simptotă erticlă A (, f( şi cercetăm dcă eistă 7

( [ [ N(, N(, ] M(, ] B(, ( ( lim A lim f R c c < c < < c f : (c, ] R, c pnct singlr şi drept c simptotă erticlă ( f ( A şi cercetăm dcă eistă lim Eemple. o f : [, R, f ( +, G f re simptot (, orizontlă şi ri de clclt: A ( rctg rctg + A lim A( lim rctg R o f : [, R, f ( re pnct singlr şi drept simptotă l grficl li f; ri de clclt: A( rcsin rcsin A lim A( lim rcsin R < ( lim A ( f R c c c > c > > c f : (, R,, pncte singlre şi dreptele şi simptote erticle A (, f( şi cercetăm dcă eistă ( ( lim A, lim f R <<< <<< M(, M(, 8

Oserţii t( ϕ ϕ c t ϕ: c,, şiϕ C c, se plică interll necompct şi mărginit [, c. Prin schimre de riilă ( t, ( t ( [ [ [ pe interll închis şi nemărginit [,.. Din cest moti om stdi n singr tip de integrlă improprie pentr f : [, R c interl de integrre nemărginit (tip I; czl f : [, c R c c pnct singlr (tip II se redce prin ϕ t l priml cz. ( 3. Dpă discţi precedentă şi eemplele rezolte se consttă cerinţ oligtorie pentr f de fi locl integrilă (integrilă pe orice compct din mlţime s de definiţie pe mlţime s de definiţie. 4. Dcă f : [, R este locl integrilă pentr > sociem li f integrl prţilă: not ( f ( F(, > cre este o integrlă Riemnn. L fel pentr f : (, ] R, em: ( ' G( f (, < şi czl f : R R, ( '' H (, f( pentr, R c <. Definiţi 5. ] Fie f : [, R locl integrilă şi >. Dcă eistă limit finită ( ( ( lim f limf I R prin definiţie, integrl improprie din f pe [,, nottă, f ( este conergentă s re sens în R şi lore ei este ( ( n eistă s este infinită integrl improprie f ( I f. Dcă limit este diergentă s n re sens. ] Fie f : (, ] locl integrilă şi < riil. Dcă eistă limit finită: ( 3 lim f ( limg( V I V R este prin definiţie, integrl improprie din f pe (, ], nottă f ( conergentă s re sens în R şi lore ei este 9

( I f. Dcă limit (3 n eistă s este infinită integrl improprie f ( este diergentă s n re sens. 3] Fie f : R R locl integrilă şi, R riili c <. Dcă eistă limit finită ( 4 lim f ( lim H(, I3 R, + + este prin definiţie, integrl improprie din f pe R (,, nottă, f (. conergentă s re sens în R şi lore ei este f ( I3 Definiţi 5.3 o ] Fie f : [, c R c c pnct singlr, f locl integrilă şi riil c < < c. Dcă eistă limit finită: 5 lim lim R c c ( f ( F( J < c < c prin definiţie, integrl improprie din f pe [, c, nottă, f ( este conergentă s re sens în R şi lore ei este f ( J (5 n eistă s este infinită, integrl improprie f (. Dcă limit este diergentă s n re sens. o ] Fie f : [, c R c, pnct singlr, f locl integrilă şi riil c < < c. Dcă eistă limit finită: c 6 lim lim R ( f ( G( J > > prin definiţie, integrl inproprie din f pe (, c], nottă, f ( conergentă s re sens în R şi lore ei este f ( J n eistă s este infinită, integrl improprie f ( c este + c. Dcă limit (6 + c este diergentă s n + re sens. 3o ] Fie f : (, c R c, c pncte singlre, f locl integrilă şi, (, c riili c < < < c. Dcă eistă limit finită: 3

7 lim lim, R ( f ( H( J3 c c <<< c prin definiţie, integrl inproprie din f pe (, c, nottă, f ( conergentă s re sens în R şi lore ei este f ( J n eistă s este infinită, integrl improprie f ( re sens. Eemple. + este +. Dcă limit (7 + este diergentă s n o e ; e lim e lim ( e ' lim( e ( e e lim conergentă c lore e. + ( o e; e lim e lim e lim( e e e este diergentă. 3 o ln ; ln lim ln lim ( ln ( ( lim ln + lim ln ln + este diergentă. 4 o ; lim lim rctg + 4 + 4 + 4 lim rctg rctg rctg ( rctg ( + 5 o ; lim lim ( < lim +. este conergentă c 3

+ + > 6 o ln ; ln lim ln lim ( ln [ ] + lim ln + ln este conergentă c ln. + 7 o ; lim lim lim + + + + + > > este diergentă. 8 o c şi ; lim > > ln ; ln ln ; lim lim + ; ; lim[ ln ln ] ; ; lim F( ; << lim ; ; > ( este conergentă pentr > c lore şi diergentă pentr. ( λ c λ> lim c 9 o λ ( ( λ c < c ( ( c ( c ln ln ; λ ln ( c ; λ ( ; λ λ λ ( ( lim ln ( c ln ( c ; c λ lim F( c < c lim ; c λ λ λ λ ( ( lim lim c λ+ c ; λ < c λ λ 3

; λ lim F( ; λ> c este conergentă pentr λ< λ < c ( ; λ< λ λ ( c lore λ λ λ şi este diergentă pentr λ. ( ( Oserţii.. Integrlele improprii s pe interl necompct c f : [, c R, c + snt de doă tipri: I pentr c, em f ( de tip I s integrlă pe interl nemărginit II pentr c R finit şi c pnct singlr l li f, em f ( de tip II s integrlă improprie din fncţie nemărginită (în c limit sperioră. t(. Prin schimre de riilă ϕ( t, ϕ ( t c ϕ C ([, c t interll [, c este plict pe [, şi l fel t ( c ϕ plică [, + c pe [, c. Se stdi nmi teori integrlelor improprii c interl nemărginit (de tip I. 3. Pentr ( I f conergentă prin schimre de riilă t se oţine f ( t dt I cre este de form f ( 4. Prin teorem de redcere: Teorem 5.7 (Teorem de redcere Fie f : R R o fncţie locl integrilă pe R. (i Dcă (. I f este conergentă, tnci pentr R snt conergente 3 I f I f şi re loc forml de redcere: 3 + integrlele: ( şi ( ( 8 f ( f ( + f ( ( I I I (ii Dcă eistă R.î. integrlele improprii ( I f şi 33

I f ( snt conergente tnci f ( I3 este conergentă şi re loc forml de redcere (8. Demonstrţi în iliogrfie ([5], [6]. 5. Dintre integrlele improprii c interl nemărginit se or stdi nmi cele de nott f I. tipl ( 6. Integrlele improprii mite, c interll de integrre nemărginit şi integrndl re cel pţin n pnct singlr se or descompne în integrle improprii de tip I şi de tip II, izolând pnctl singlr. Eemple. c f : (, R, ( + ( + pnct singlr şi se consideră δ >, deci: f ( f ( de tip I definite prin: δ J re în δ de tip II şi + δ δ δ lim lim rctg + ( + ( > + ( lim rctg δ rctg rctg δ I lim lim rctg δ δ ( + δ ( + ( lim rctg rctg δ rctg δ + ( + J + I rctg δ + rctg δ. Definiţi 5.4 Fie f : [, R fncţie locl integrilă. ] Integrl improprie f ( este prin definiţie solt conergentă dcă şi nmi dcă, integrl improprie f ( este conergentă. 34

] Integrl improprie f ( este prin definiţie simpl conergentă s semiconergentă, dcă şi nmi dcă, f ( solt conergentă ( f ( este diergentă. este conergentă şi n este Teorem 5.8 (Criteril generl l li Cch s teorem li Cch Fie f : [, R fncţie locl integrilă. Integrl improprie f ( este conergentă ε >, ( ε ( oricât de mre dorim.î. ', '' [, c ( 9 '' < ' < '' f ( ε ' Demonstrţi în iliogrfie ([5], [6], [], [6]. Consecinţ 5. Fie f : [, R fncţie locl integrilă şi cre re limit l (+. Dcă f ( este conergentă, tnci (în mod necesr f ( lim. Demonstrţi este o consecinţă imedită teoremei li Cch (5.8. Consecinţ 5. Fie f : [, R fncţie locl integrilă. Dcă integrl improprie f ( este solt conergentă, tnci e este conergentă. Demonstrţie. Aplicând teorem li Cch şi folosind o propriette integrlei definite, em: ', '' > c ' < '', em '' '' f ( f ( '. ' Oserţii lim f l,. Dcă f : [, R fncţie locl integrilă şi eistă ( este diergentă (condiţie sficientă. tnci f (. În czl [, ] R interl compct re loc sitţi: f integrilă pe [, ] f integrilă pe [, ]. În czl [, R interl compct re loc sitţi: f ( conergentă ( f conergentă; reciproc n este în generl deărtă, conform definiţiei 5.4 o integrlă simpl conergentă n este şi solt conergentă. 35

Teorem 5.9 Dcă integrl f ( este conergentă, tnci pentr orice şir ( n [, crescător şi c lim ( n> n n n n + f ( este conergentă şi re loc eglitte: n n f f. n n n+ ( ( ( + < < seri nmerică Demonstrţi în iliogrfie ([5], [6], [], [6]. Oserţii. Teorem 5.9 pne în eidenţă legătr dintre Teori integrlelor improprii şi Teori seriilor nmerice.. Din cest moti se pne în eidenţă o nlogie între criteriile de conergenţă pentr integrle improprii şi criteriile de conergenţă pentr serii nmerice. 3. Stdil integrlelor improprii cprinde doă proleme: I ntr integrlei improprii: fie conergentă, fie diergentă II lore nmerică nei integrle improprii conergentă. Modll 5. - Criterii de conergenţă pentr integrle improprii şi metode de clcl. Integrle improprii remrcile Criterii de conergenţă pentr integrle improprii Vom prezent criterii de conergenţă pentr integrle improprii c integrntl de semn constnt (poziti şi c integrntl de semn orecre pe interll de integrre. Fie f, şi f locl integrilă pe [, ; tnci f f şi conergenţ f coincide c conergenţ soltă. În cest cz pentr > riil, integrl prţilă F( f ( şi <, em: ( ( ( F f f ( + ( ( + ( ( f f F f F, deci F este fncţie monoton crescătore. Eistă lim F( F fncţie crescătore este mărginită sperior (mjortă pentr. Teorem 5. Fie f : [, R pozitiă şi locl integrilă. Integrl improprie f ( este conergentă dcă şi nmi dcă, integrl prţilă F( este mărginită sperior pe [, pentr. Demonstrţie. f ( conergentă lim F ( I R F monoton crescătore pe [, este mărginită sperior. def 36

Teorem 5. (Criteril de comprţie c ineglităţi Fie f, g: [, R pozitie şi locl integrile. Dcă em ( : f ( g(,, tnci loc firmţiile: g ( conergentă f ( conergentă; f ( diergentă g ( diergentă. Demonstrţie. Din f ( g(, F( f G(, > g. Dcă g ( conergentă G( mărginită sperior pentr şi F( G(, > F( mărginită sperior pentr def T. f ( conergentă. f ( diergentă lim F (, F( crescătore şi pozitiă F( nemărginită sperior şi cm F( G(, > G( nemărginită sperior pentr, G( crescătore şi pozitiă lim G ( def g ( diergentă. Teorem 5. (Criteril de comprţie c limită Fie f, g: [, R pozitie şi locl integrile. Dcă eistă limit ( f( lim ll, [, g ( ] tnci loc firmţiile: pentr l finit (l < şi g ( conergentă f ( conergentă; pentr l nenl (l > şi g ( diergentă f ( diergentă; 3 pentr < l < +, integrlele f ( şi g ( ceeşi ntră. Demonstrţie. Ipotez ( ( ε>, ε > şi ε >. î. > ε > ( l ε g( < f( ( l+ε g( şi folosind teorem se oţin firmţiile din ennţ ([5], [], [6]. Teorem 5.3 (Criteril în Fie f : [, R pozitiă şi locl integrilă. (i Dcă eistă >. î. (3 lim f( l < tnci: f ( conergentă; (ii Dcă eistă. î. (4 lim f( l > tnci: f ( diergentă. Demonstrţie. Se plică teorem 3 c g (, > şi conergentă pentr > şi diergentă pentr (eempll 8. 37

Teorem 5.4 (Criteril în λ Fie f : [, c R c c pnct singlr şi f pozitiă şi locl integrilă pe [, c. λ (i Dcă eistă λ < stfel încât (5 lim ( f( l < tnci: f ( este conergentă; c < c λ (ii Dcă eistă λ stfel încât (6 lim ( f( l > tnci: ( c f este > diergentă. c Demonstrţie. Se plică teorem 3 c g ( şi c ( λ conergentă pentr λ< şi diergentă pentr λ (eempll 9. c ( λ Teorem 5.5 (Criteril integrl l li Cch Fie f : [, R o fncţie descrescătore şi pozitiă, tnci integrl improprie f ( şi seri nmerică f ( n ceeşi ntră. n Demonstrţi în iliogrfie ([5], [6], [], [6]. Teorem 5.6 (Criteril tip Ael - Dirichlet Fie f, g: [, R locl integrile. Dcă snt îndeplinite condiţiile: f este contină şi re o primitiă mărginită F pe [, ( M sp F( ; g C ([, şi g este monoton descrescătore c lim g ( tnci f ( g ( este conergentă. Demonstrţi în iliogrfie ([5], [6], [], [6]. Consecint 5.3 Fie f, g: [, R locl integrile. Dcă snt îndeplinite condiţiile: f este conergentă; g este monoton descrescătore şi lim g ( l R, tnci f ( g ( este conergentă. Consecinţ 5.4 Fie f, g: [, R locl integrile. Dcă snt îndeplinite condiţiile: f ( re integrlele prţile mărginite; g este monoton descrescătore şi lim g (, tnci f ( g ( este conergentă. 38

Eemple. sin, > em : F ( sin cos cos, > descrescătore c lim g ( sin sin, >, > conergentă, deorece F ( sin cos cos, şi g( ( lim g (. ( şi g (. ( este conergentă. > > descrescătore c. ceeşi ntră dpă criteril integrl l li Cch 3. şi n n(ln n( ln (teorem 6. Aem, dpă criteril de condensre l li Cch, n n n n n n ( ln ln n conergentă pentr > şi diergentă pentr şi snt conergente pentr > şi diergente pentr. 4 7 + 3 + ( ln n n(ln (conergentă dp criteril în c 5. 5. (conergentă dp criteril în c. 3 6. ln + e conergentă > ( lim e, >. e e 7. diergentă; lim f( lim pentr. 4 4 + + λ 8. conergentă (eistă lim f( l şi λ ; eistă + ( + ( > lim( λ f( l şi λ. < 9. < λ conergentă (eistă ( + ( + > λ lim ( f( c λ. 3. diergentă (eistă lim λ f( c λ. > + lim + f( c λ ; eistă Metode de clcl pentr integrle improprii Vom reforml metodele de clcl pentr integrl Riemnn în czl integrlelor improprii. 39

Teorem 5.7 (Forml Leiniz - Newton. Fie f : [, R locl integrilă şi cre dmite o primitiă φ. Integrl f ( este conergentă, dcă şi nmi dcă, eistă în R limit: ( lim φ ( not φ R şi re loc forml Leiniz Newton: (7 f ( φ ( φ ( φ ( ( lim φ( φ(. Consecinţ 5.5 Fie f : [, R este fncţie contină, tnci pentr orice primitiă s φ, not f ( este conergentă eistă lim φ φ ( R şi re loc forml (7. Teorem 5.8 (Forml de integrre prin părţi Fie f, g : [, R c f, g C ([, şi stfel încât lim( fg( R ir gf ( '( este conergentă tnci şi ( '( f g este conergentă şi re loc forml de integrre prin părţi:. (8 f ( g '( lim f ( g ( f ( g ( f '( g ( Teorem 5.9 (Schimre de riilă într-o integrlă improprie Fie f : [, R o fncţie contină şi ϕ : [, β [, - < < β +, ϕ ijectiă şi ϕ C ([, β, tnci f ( este conergentă, dcă şi nmi dcă, β ( f ϕ ϕ ' dt este conergentă şi re loc forml schimării de riilă: β (9 f ( ( f ϕ( t ϕ'( tdt. Demonstrţiile de l teoremele 5.7 5.9 pornesc de l plicre formlelor de clcl pentr F( f ( cre este integrlă Riemnn şi folosind ipotezele, rezltă formlele de clcl (7, (8 şi (9. Eempl. este conergentă ( lim( λ f( l c λ. Fie ( + 4 cos t ϕ( t c ϕ: [,, şi em: ( + 4 sintdt dt d,tg t t φ ( rctg, dt + 4cos t + ( + 4cos t sint c φ :, [, < şi em: ( + 4 dt 4cos + t 4

dt d rctg lim rctg rctg + + 4 + + 5 5 5 5 5 5 5 Integrle improprii remrcile sin I. Integrl Dirichlet:, c > fit şi considerăm: sin sin sin I, I +. Aem: I cos cos cos cos cos lim + cos cos şi + + + cos cos + este solt conergentă ( c + + + I sin este conergentă pentr >. Pentr I sin este conergentă, eistă limită + conergentă sin ;<< lim ; > şi în sin czl (, eistă limită lim. În conclzie sin > este conergentă pentr (, şi diergentă pentr, sin sin, I diergentă pentr ; >. + II. Integrlele li Fresnel: sin şi cos snt conergente, prin sstitţi sint t (t > se oţine: sin dt t şi cost cos dt conergente c t. p III. Integrlele li Eler. Fncţi et: β (, ( p p e + q p q şi fncţi gm Γ (. Aplicând criteril în λ (teorem 5 se rtă că β(p, q este conergentă pentr p> şi q>; plicând criteril în (teorem 4 se rtă că Γ(p este conergentă pentr p>. (Biliogrfie [5], [], [6]. Folosind metod integrării prin părţi (teorem II se dedc rmătorele proprietăţi le fncţiilor β(p, q şi Γ(p: ( β(p, q β(q, p; p >, q>; 4

( β(p, q ( p! ( q!, pq, N ( p+ q! ( Γ(p + pγ(p, p ; Γ(n + n!, n N. Γ( p Γ( q 3. β ( pq,, p>, q> Γ ( p+ q < p < β ( p, p 4. β, şi sin < q < < p < 5. Γ( p Γ( p ; < p< ; Γ ( p sin ( p IV. Integrl Eler Poisson. Integrl Gss. (Integrl Eler Poisson t e t e dt, Γ c sstitţiile: ( dt t >, t,, lim e, >. t (Integrl Gss t e e + e e ( t c sstitţiile: e t e dt Γ, (Poisson dt t >, t,. t Oserţie. Fncţi f e ( * ( c ( + fi ţi R R, R se nmeşte în Teori proilităţilor densitte normlă. Folosind conenil integrl Poisson e se rtă că f ( şi cest se nmeşte integrl proilităţilor [7]. 4