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积分∫(1/sinx)dx,区间为[-1,1]发散,请问为什么?

答案:1  悬赏:20  
解决时间 2021-01-13 22:27
  • 提问者网友:凉末
  • 2021-01-13 09:55
积分∫(1/sinx)dx,区间为[-1,1]发散,请问为什么?
最佳答案
  • 二级知识专家网友:归鹤鸣
  • 2021-01-13 11:30
先求不定积分
∫1/sinx dx
=∫sinx/sin²xdx
=-∫1/sin²xdcosx
=-∫1/(1-cos²x)dcosx
=∫1/(cosx+1)(cosx-1)dcosx
=∫[1/(cosx-1)-1/(cosx+1)]/2dcosx
=[∫1/(cosx-1)dcosx-∫1/(cosx+1)dcosx]/2
=[∫1/(cosx-1)d(cosx-1)-∫1/(cosx+1)d(cosx+1)]/2
=(ln|cosx-1|-ln|cosx+1|)/2+C
=ln√|(cosx-1)/(cosx+1)|+C
=ln√|(cosx-1)²/(cosx+1)(cosx-1)|+C
=ln√|(cosx-1)²/(cos²x-1)|+C
=ln√|-(cosx-1)²/sin²x|+C
=ln|(cosx-1)/sinx|+C
=ln|tan(x/2)|+C
根据瑕积分的定义,可知x=0为瑕点
所以∫(-1,1)上的定积分
=∫(-1,ξ)+ ∫(ξ,1),且ξ→0
所以原式
=lim ξ→0 ln|ξ|-lntan(1/2)+lntan(1/2)-ln|ξ|
=-∞-(-∞)
=不存在
∞不是一个数,不能进行运算,这个只能算出是不存在,但无法算出具体值,所以这个积分是发散的。或者说ln0本身就是无定义发散的,积分本身就是不存在的,两者不能进行加减运算。
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