任取 [公式] 則有 [公式]

於是

[公式]

再依 [公式] 的任意性,知這上、下極限相等,均為 [公式] 於是 [公式]



[公式]

現在利用beta函數與Gamma函數之關係,得:

[公式]


以上展示了 [公式][公式] 的情形. 根據定積分的幾何意義, [公式] 單調有界存在極限; 答案似乎趨近長方形 [公式] 的面積 [公式] .

首先, 顯然有 [公式] . 取極限: [公式]

其次有 [公式] .

[公式]

取極限: [公式] [公式] .

綜上所述, 選 [公式] .


我們有:

[公式]

於是:

[公式]

[公式]

則:

[公式] [1]

但實際上,我們既然交換了次序,倒不如直接狠一點:

[公式]

[公式] 作為課後習題留給大家。

[公式]

實際上,我在之前論證 [公式] 的時候用了一個錯誤的論證,所以把它當做課後習題。在這裡,我將再一次證明,順便當做參考答案。

下方絕對值未寫,自行添加。注意到,原式只需要討論 [公式][公式] 的情況,所以我將原式改為:[公式] 所以 [公式]

參考

  1. ^對於f_n(x)在[a,b]間處處收斂於f(x),則有極限和黎曼積分可交換順序


由積分中值定理: [公式] , [公式] ,則有:

[公式] .


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