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III. Abschnitt. § 2. Erweiterung des Integralbegriffs
seine Geltung und es muß zu anderen Methoden gegriffen werden. Der
angeführte Fall tritt besonders dann ein, wenn unter dem Integralzeichen
eine periodische Funktion erscheint.
Ein häufig verwendbares Hilfsmittel, über derlei Integrale zu ur
teilen, besteht darin, daß man das Integrationsintervall durch diejenigen
Stellen, an welchen f(x) sein Zeichen wechselt, in Teile zerlegt; die auf
diese Teile bezüglichen Integral werte bilden dann eine unendliche, und
zwar eine alternierende Reihe (76), und es ist die Untersuchung desin
tegráis auf die Prüfung dieser Reihe auf ihre Konvergenz zurückgeführt.
Die Konvergenz kann vermöge der Beträge der Glieder allein stattfinden
und heißt dann absolut; sie kann aber auch erst kraft des Zeichenwechsels
vorhanden sein: dann spricht man von bedingter Konvergenz. Diese Be
griffsbestimmung überträgt man denn auch auflntegrale mit unendlichem
Integrationsgebiete und unterscheidet zwischen solchen, welche gegen
ihren Grenzwert absolut konvergieren, d. h. auch dann, wenn man statt
fix) den absoluten Wert | fix) | in Rechnung zieht, und zwischen solchen,
welche ihrem Grenzwerte nur bedingt, d. i. kraft des unaufhörlichen
Zeichenwechsels von fix) zustreben.
Sowie man die Beurteilung von Integralen mit unendlichem Inter
vall mitunter mit Erfolg auf die Konvergenz von Reihen stützt, kann
auch umgekehrt aus der Existenz solcher Integrale auf die Konvergenz
mancher Reihen geschlossen werden.
Beispiele. 1. Der Integralsinus auf dem Gebiete (0, -f- oc ). d. i.
oo
0
gehört zu den eben besprochenen Formen; bezüglich seiner unteren
Grenze ist schon früher (275, 3.) entschieden worden; es bleibt nur noch
die Zulässigkeit der oberen Grenze in Frage.
Teilt man (0, -f- oo) in die Intervalle (0, je), (je, 2je), . . ., so bilden
die auf diese bezüglichen Integralwerte a 0 , a 1 , ... eine alternierende Reihe
mit positivem Anfangsgliede, und wenn diese Reihe
a o a i ‘ ‘ ’
konvergiert, so hat das Integral einen bestimmten Wert gleich dem Grenz
wert dieser Reihe. Nun folgt aus