Integrale improprio con parametro!

Black Symphony
Ciao, spero possiate aiutarmi con questo esercizio! Devo studiare la convergenza assoluta e semplice al variare di $ alpha>0 $ e calcolarlo per $ alpha=4 $ ! Eccolo: $ alpha=int_(2)^(+oo ) (5+(alpha -4)cos x)/(xln^alpha x) dx $ Ho problemi sul come far variare $ alpha $ e con il modulo per la convergenza assoluta! :?

Risposte
Scotti1
Ciao
lo studio della convergenza di questo integrale non presenta grosse difficolta, bisogna solo porre attenzione ai valori critici di $alpha$.

1) innanzitutto sappiamo che l'integrale improprio:

$ lim_(m -> oo) int_(2)^(m) 1/(x*ln^alpha x) dx $

converge per $alpha >1$
e diverge per $alpha <=1$

2) Per la convergenza assoluta ora dobbiamo vedere come si comporta il numeratore al variare di $alpha$ visto che $(x*ln^alpha x)$ è sempre positivo nel nostro intervallo. Allora considero:

i) $4
$ | 5+(alpha-4)cos(x)| <= 5+| alpha-4| *| cos(x)| <= 5+|alpha-4| $

il numeratore è limitato e quindi l'integrale converge assolutamente e quindi puntualmente

ii) $alpha =4$

in questo caso il numeratore $=5$ e l'integrale si riduce ad essere:

$ lim_(m -> oo) int_(2)^(m) 5/(x*ln^4 x) dx $

per calcolarlo basta porre

$ln(x) = y$ e $dx/x = dy $

da cui otteniamo:

$ lim_(m -> oo) int_(2)^(m) 5/(x*ln^4 x) dx = 5/(3*ln^3(2))$

i) $0
a questo punto prova a proseguire da solo.....

SSSSC (spero sia stato suficientemente chiaro)
Bye

Black Symphony
Ciao! Sei stato chiaro, grazie! In realtà per $ alpha =4 $ ci ero arrivata, volevo vedere se avevo fatto bene! Ora ho provato per $ 01 quindi converge anche semplicemente! Ma ho il timore di aver scritto delle cavolate! :( Potresti farmi vedere come avresti continuato tu? Please!

Scotti1
Ok.
Per $00$ infatti analizzando il numeratore $g(x,alpha)$ ho:

i) $alpha <=1$

$g(x,alpha) <=5+(1-4)cos(x)$

ii) $alpha >0$

$5+(0-4)cos(x)
da cui ottengo che:

$1
Avendo dimostrato che l'integranda è positiva in ogni x del nostro intervallo, utilizzo il criterio del confronto:
$ (5+(alpha -4)cos x)/(xln^alpha x) >1/(xln^alpha x)$

e siccome

$int_(2)^(+oo ) 1/(xln^alpha x) dx$

diverge, allora anche

$int_(2)^(+oo ) (5+(alpha -4)cos x)/(xln^alpha x) dx$

diverge nell'intervallo $2<=x
SSSSC

Bye

Black Symphony
Chiaro! 1000 grazie!

Scotti1
Ok.
consiglio: nelle soluzioni osa un po' di più

Bye

Black Symphony
Si ma ho sempre il timore di scrivere qualche cavolata! :(

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