绝对收敛判别法,指的是当被积函数的绝对值是收敛的,那么原来的函数也是收敛的。
以函数sinx为例,它的值在正负号之间震荡,因此不能使用比较判别法或极限比较判别法。我们可以通过绝对值收敛法进行求解。在寻找一个比较的函数时,注意到 |sin(x)| <1,且1/x^2这个函数的反常积分是收敛的。既然大的函数收敛,那么小的函数也收敛。因此,绝对值的函数是收敛的,从而可以判断原函数也是收敛的。
另一个例子考虑函数cosx。这个函数同样在正负之间波动,因此我们关注其绝对值的情况。从函数图像中可以看到,它是一个山丘面积的累积,而这些山丘可以无限延伸至正无穷,导致其面积也趋于无穷大。因此,绝对值的函数是发散的,这不能用于判断原函数的收敛性。
绝对收敛判别法的原理在于:假设我们已知某函数是收敛的。我们定义一个函数g(x)=|f(x)|+f(x),并设定g(x)≥0。如果f(x)为正,则g(x)=2f(x);如果f(x)为负,则正负号相抵,g(x)为0。此时,g(x)≤2|f(x)|。由于已知原函数是收敛的,根据比较判别法,g(x)也收敛。因此,g(x)-|f(x)|=f(x),而两个收敛函数相减仍收敛,表明f(x)也收敛。
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