傅汝蘭尼積分(Frullani integral)是一種特殊的含參變數的廣義積分。傅汝蘭尼積分公式是一種常見的積分公式,在計算廣義積分時,有時可以化為Frullani積分,另外還有Euler積分、Dirichlet積分和Laplace積分等。
基本介紹
- 中文名:傅汝蘭尼積分
- 外文名:Frullani integral
- 所屬學科:數學(數學分析)
- 簡介:一種特殊的含參變數的廣義積分
基本介紹,傅汝蘭尼積分的證明,
基本介紹
傅汝蘭尼積分是一種特殊的含參變數的廣義積分,形如
的廣義積分,其中f在(0,+∞)上連續。可精確計算的情形有:
1.當f(0+)∈R, f(x)=f(+∞)∈R時,積分值為(f(0+)-f(+∞))ln(b/a)。
2.當f(0+)∈R,且存在A≥0,使
收斂時,積分值為f(0+)ln(b/a);
3.當f(+∞)∈R,且存在A>0,使
收斂時,積分值為f(+∞)ln(b/a)。
傅汝蘭尼積分的證明
定理1 設 是定義在閉區間 的(二變數的)連續函式,讓 ,此時,下列性質成立。
(i)F在 上連續。
(ii)
(iii)偏導函式 如在D連續,則F在[a,b]可微分而且
(以上定理的證明請參考相應文獻)
Frullani的積分 f是 上的連續函式,若對任意的 存在,則
稱此為Frullani的積分。
證明對任意α
同理
所以
現令 ,在D的各點(x,α)研究與它對應的實數值f(αx)/x的函式,這個函式在閉區間D是連續的。因此,根據以上定理的(i),由
所定義的函式F在[0,1)連續。故
即
這樣, 時,(1)的左邊收斂,且