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
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
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.
2 0.
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)
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 1 d 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) !
1>1> Dostları ilə paylaş: |