Xosmas integrallar



Yüklə 445,62 Kb.
səhifə4/8
tarix04.12.2023
ölçüsü445,62 Kb.
#138184
1   2   3   4   5   6   7   8
Kitob 8722 uzsmart.uz

teorema. Aytaylik f(x) va

 ( x )

funksiyalar [a,b] kesmada uzluksiz bo‟lib,



x=c nuqtada chegaralanmagan bo‟lsin. Agar chekli va nolga teng bo‟lmagan





f ( x )
lim
x ñ  ( x )


q  0 .
limit mavjud bo‟lsa, u holda
b
f ( x ) d x
a
b
va  ( x ) d x
a
integrallar

bir vaqtda yaqinlashadi yoki uzoqlashadi.

8-misol.





1
dx

1
ln x
2



1
integralning yaqinlashishi tekshirilsin. Integral ostidagi f ( x ) funksiya





x  1


da cheksizga intiladi.  ( x ) 

1
1  x


deb , ushbu limitni hisoblaymiz






lim
f ( x ) 1  x
 lim  1

x 1  ( x )
x  1



1
integral uzoqlashadi. Demak, berilgan integral ham uzoqlashadi.

2



Agar
b
f ( x ) d x
a
yaqinlashuvchi bo‟lsa, u holda
b
f ( x ) d x
a
-absalyut

yaqinlashadi deyiladi.





Agar
b
f ( x ) d x -yaqinlashuvchi bo‟lsa, u holda
a
b
f ( x ) d x
a
integral ham

yaqinlashadi. Bu tasdiqning teskarisi o‟rinli emas. 9-misol. Ushbu



1
ño sx (
0
1 1
 1)  d x

integralning absalyut yaqinlashuvchiligini ko‟rsating. Aniqki,





1
co s x (
1
 1)  

bo‟lib,



1
dx

0

xosmas integral yaqinlashadi. U holda






1
1
ño sx (
0

 1)  d x





integralning ham yaqinlashuvchi bo‟lishi kelib chiqadi. Demak, berilgan integral absalyut yaqinlashadi.

II-BOB. XOSMAS INTEGRALLARNING BA’ZI TADBIQLARI.


2.1-§ Beta funksiya va uning xossalari.
Biz



1
x a 1 (1 
0


x ) b 1 d x

(1)


xosmas untegralni qaradik. Integral ostidagi funksiya uchun



1)a<1,


b  1
bo‟lganda x=0 maxsus nuqta 2) a 1, b<1 bo‟lganda x=1 maxsus

nuqta. 3) a<1 b<1 bo‟lganda x=1 va x=0 nuqtalar maxsus nuqtalar bo‟ladi. Binobarin (1) chegaralanmgan funksiyaning xosmas integralidir. Demak, (1) integral- parametrga bog‟liq xosmas integraldir. (1) xosmas integralning a>0, b>0 da ya‟ni

M ( a , b )  R 2 : a  ( 0 ,   ),
b  ( 0 ,   )



to‟plamda yaqinlashuvchi bo‟lishi ko‟rsatildi.
1- ta’rif: (1) integral Beta funksiya yoki birinchi tur Eyler integrali deb ataladi va B(a;b) kabi belgilanadi, demak

B a , b
1
x 1 (1  x ) b 1 d x ( a
0
 0 , b  0 ) .


Shunday qilib


B ( a , b )
funksiya R 2
fazodagi


M ( a , b )  R 2 : a  ( 0 ;   ),
b  ( 0 ;   )


to‟plamda berilgandir. Endi
10 (1) integral


B ( a , b )
funksiyaning xossalarini o‟rganaylik.


ixtiyoriy


1
B ( a , b )  x a 1 (1  x ) b 1 dx
0


0 0
M ( x , b )  R 2 : a a ;   ),
b b0 ;   )



0
a  0 ,



0
b  0 )

to‟plamda tekis yaqinlashuvchi bo‟ladi.



Isbot: Berilgan integralni tekis yaqinlashuvchilikka tekshirish uchun uni quyidagicha

1 x a 1 (1  x ) b 1 d x
1


2 x a 1 (1  x ) b 1 d x 1 x a 1 (1  x ) b 1 d x .




1
0 0
2

yozib olamiz. Ravshanki, a>0 bo‟lganda




1
2
x a  1 d x
0

integral yaqinlashuvchi, b>0 bo‟lganda


1
(1  x ) b 1 d x


1
2

integral yaqinlashuvchi. Parametr a ning



0 0
a a ( a  0 )
qiymatlari va
b  0 ,


1
x  ( 0 ; )
2
uchun


x a 1 (1  x ) b 1
x a 8 1 (1  x ) b 1
2 x a 0  1

bo‟ladi. Veyrshtrass alomatidan foydalanib





1

2
x a 1 (1 


0


x ) b 1 d x

integralning tekis yaqinlashuvchi ekanligini topamiz. Shuningdek, parametr b





a  0


x 1 , 1




ning
b b ( b  0 )

qiymatlari va
2
uchun

 



x a 1 (1 
x ) b  1
x a 1  (1 
x ) b0  1
2 (1 
x ) b0  1

bo‟ladi va yana Veyrshtrass alomatiga ko‟ra



1
1 x a 1  (1  x ) b 1 d x
2

integralning tekis yaqinlashuvchiligi kelib chiqadi. Demak,





integral

0
a a  0

0
va b b  0
1
x a 1 (1  x ) b 1 d x
0

bo‟lganda, ya‟ni




0 0 0
M ( a , b )  R 2 : a  [ a ,   ), b  [b :   )
to‟plamda tekis yaqinlashuvchi bo‟ladi.

Eslatma.




B ( a , b )
ning
M ( a , b )  R 2 : a  ( 0 ;   ), b  ( 0 ;   )
to‟plamda

notekis yaqinlashuvchiligini ko‟rish qiyin emas.



20.


B ( a , b )
funksiya


M

( a , b )  R 2 : a  ( 0 ,   ), b  ( 0 ;   )



to‟plamda uzluksiz funksiyadir. Haqiqatan ham,





B ( a , b ) 
1 x a 1 (1 


0
x ) b 1 d x




0
integralning M to‟plamda tekis yaqinlashuvchi bo‟lishidan va integral ostidagi



funksiyaning
 ( a , b )  M
da uzluksizligidan teoremaga asosan


B ( a , b )
funksiya



M ( a , b )  R 2 : a  ( 0 ;   ), b  ( 0 ;   )


to‟plamda uzluksiz bo‟ladi.

30.  ( a , b )  M
uchun
B ( a , b ) = B ( b , a )
bo‟ladi. Darhaqiqat





B ( a , b )  1 x a 1 (1  x ) b 1 d x
0

integralda x=1-t almashtirish bajarilsa, unda



 
B ( a , b )  1 x a 1 (1  x ) b 1 d x  1 t b 1  (1  t ) a 1 d t B ( b , a )
0 0


bo‟lishini topamiz.

40.


B ( a , b )
funksiya quyidagicha ham ifodalanadi;




B ( a , b ) 
 t a  1


d t
0 (1  t ) a b
(2)


Haqiqatan ham, (1) integralda
t
x
1  t
almashtirish bajarilsa, u holda


1  
t t d t
t a  1

B ( a , b ) 
x a 1 (1  x ) b 1 dx
( ) a 1  (1 
1  t

1  t


) b  1
(1  t ) 2
(1  t ) a b d t

0 0 0

bo‟ladi. Xususan, b  1  a ( 0  a  1) bo‟ganda





B  ( a , 1  a ) 
 t   1

0
1 t d t

s in 
(3)

bo‟ladi (3) munosabatdan quyidagini topamiz:





50.  ( a , b )  M
uchun


'( M
1 1
B ( ; )  
2 2

'  ( a , b )  R 2 : a  ( 0 ;   ), b  (1;   ))




bo‟ladi


B ( a , b ) 
b  1


a b  1


B ( a , b  1)
(4)





    1. integralni bo‟laklab integrallaymiz:






1 a  1



a

0
b  1
1 b  1 x
1 a b  1 1
b  1 1




a b  2

B ( a , b )  x
0
(1  x )
d x
(1  x )
0
d ( )  x a a
(1  x )
x (1  x )
a 0
d x


b  1 1 a
x (1 


x ) b 2 d x

a 0

(a>0, b>1) . Agar


x a (1 


x ) b  2

x a 1 1  (1 




x ) (1 


x ) b  2


x a 1  (1 
x ) b  2
x a 1  (1 
x ) b  1
ekanligini e‟tiborga olsak, u holda



  
1 x a (1  x ) b 2 d x  1 x a 1 (1  x ) b 2 d x  1 x a 1 (1  x ) b 1 d x B ( a ; b  1)  ( a , b )
0 0 0

natijada
bo‟lib,






B ( a , b ) 

bo‟ladi. Bu tenglikdan esa


b  1


a
B ( a , b 1) B ( a , b )




B ( a , b ) 
b  1


a b  1


B ( a , b  1) ( a  0 ,


b  1)

bo‟lishini topamiz. Xuddi shunga o‟xshash  ( a , b )  M '' uchun

( M ''  ( a , b )  R 2 : a  (1;   ), b  ( 0 ;   ))







B ( a , b ) 
a  1


a b  1


B ( a  1, b )

bo‟ladi. Xususan, b n ( n N ) bo‟lganda





B ( a , b )  B ( a , n ) 
n  1


a n  1


B ( a , n  1)

bo‟lib (4) formulani takror qo‟llab, quyidagini topamiz.



Ravshanki,


B ( a , n ) 
n  1

a n  1
n  2

a n  1
1


n  1
B ( a , 1) .



1
Demak,


B ( a 1) 
1 x a 1d x 1 :


a a




B ( a , n ) 
1  2 ( a  1)
a ( a  1)( a  2 ) ( a n  1)
(5).


Agar (5) da
a m ( m N )
bo‟lsa, u holda


Biz
1  2 ....( n  1) ( n  1) !( m  1) !
B ( m , n )  
m ( m  1)...( m n  1) ( m n  1) !



Yüklə 445,62 Kb.

Dostları ilə paylaş:
1   2   3   4   5   6   7   8




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©muhaz.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

gir | qeydiyyatdan keç
    Ana səhifə


yükləyin