calculus

अनुचित समाकल

अनुचित समाकल में या तो कोई सीमा अनंत होती है या समाकल्य अंतराल में कहीं अपरिबद्ध होता है। इसका मान उचित समाकलों की सीमा के रूप में निकाला जाता है।

किसी अनुचित समाकल में निम्न में से कम से कम एक होता है:

  1. अनंत सीमा: af(x)dx\int_a^\infty f(x) \, dx या f(x)dx\int_{-\infty}^\infty f(x) \, dx
  2. [a,b][a, b] में कहीं अपरिबद्ध समाकल्य (ऊर्ध्वाधर अनंतस्पर्शी)।

दोनों का मूल्यांकन उचित समाकलों की सीमाओं के रूप में किया जाता है:

af(x)dx=limbabf(x)dx\int_a^\infty f(x) \, dx = \lim_{b \to \infty} \int_a^b f(x) \, dx

यदि सीमा परिमित हो तो यह अभिसरित होता है; अन्यथा अपसरित होता है।

प्रसिद्ध उदाहरण:

  • 11x2dx=1\int_1^\infty \frac{1}{x^2} dx = 1
  • 11xdx=\int_1^\infty \frac{1}{x} dx = \infty ✗ (धीमा क्षय अपसरित होता है)
  • ex2dx=π\int_{-\infty}^\infty e^{-x^2} dx = \sqrt{\pi} — गाउसीय समाकल।

अभिसरण परीक्षण (तुलना परीक्षण, p-परीक्षण) यह तय करते हैं कि समाकलन करने का प्रयास सार्थक है या नहीं। अनुचित समाकल प्रायिकता (प्रायिकता घनत्व फलन का सामान्यीकरण), फूरिए रूपांतरण तथा भौतिकी में दिखाई देते हैं।