题目
单选题(共30题,90.0分)题型说明:每题3分,共90分9. (3.0分) 广义积分int_(-infty)^+infty(1)/(1+x^2)dx的值为()A 不存在B π
单选题(共30题,90.0分)
题型说明:每题3分,共90分
9. (3.0分) 广义积分$\int_{-\infty}^{+\infty}\frac{1}{1+x^{2}}dx$的值为()
A 不存在
B π
题目解答
答案
将积分分为两部分:
\[
\int_{-\infty}^{+\infty} \frac{1}{1+x^2} \, dx = \int_{-\infty}^{0} \frac{1}{1+x^2} \, dx + \int_{0}^{+\infty} \frac{1}{1+x^2} \, dx
\]
利用原函数 $\arctan x$:
\[
\int_{0}^{+\infty} \frac{1}{1+x^2} \, dx = \lim_{b \to +\infty} \left[ \arctan x \right]_0^b = \frac{\pi}{2}
\]
\[
\int_{-\infty}^{0} \frac{1}{1+x^2} \, dx = \lim_{a \to -\infty} \left[ \arctan x \right]_a^0 = \frac{\pi}{2}
\]
相加得:
\[
\int_{-\infty}^{+\infty} \frac{1}{1+x^2} \, dx = \frac{\pi}{2} + \frac{\pi}{2} = \pi
\]
或者利用偶函数性质:
\[
\int_{-\infty}^{+\infty} \frac{1}{1+x^2} \, dx = 2 \int_{0}^{+\infty} \frac{1}{1+x^2} \, dx = 2 \times \frac{\pi}{2} = \pi
\]
答案:$\boxed{B}$