07 impropias.pdf

Vista previa de texto
Capítulo 7
Integrales impropias
7.1. Definición de integral impropia y primeras propiedades
El concepto de integral se extiende de manera casi espontánea a situaciones más generales que
las que hemos examinado hasta ahora. Consideremos, por ejemplo, la función no acotada
f : (0, 1] → R,
f (t) = logt.
Puesto que f es continua, para cada x ∈ (0, 1] existe su integral en [x, 1], que vale
! 1
x
f=
! 1
x
y como
l´ım
logt dt = [t logt − t]t=1
t=x = −1 − x log x + x;
! 1
x→0+ x
f = l´ım+ [−1 − x log x + x] = −1,
x→0
parece natural escribir, simplemente,
! 1
0
f = −1.
Igualmente, si en el intervalo no acotado [0, +∞) tomamos la función continua f (t) = e−t , para cada
x ∈ [0, +∞) tenemos
! x
l´ım
!0 x
x→+∞ 0
lo que sugiere escribir
f=
! x
0
−x
e−t dt = [−e−t ]t=x
t=0 = −e + 1,
"
#
f = l´ım −e−x + 1 = 1,
x→+∞
! +∞
0
e−t dt = 1.
Siguiendo estas ideas podemos definir en distintas situaciones una integral generalizada o integral
impropia, lo que nos llevará a estudiar diferentes tipos de condiciones que permitan asegurar su existencia.
161
