Comienza por plantear los diferentes casos para la integral indefinida I = ∫ (1/xp)dx = ∫ x-pdx:
1°) Si p = 0 queda: I = ∫ x-0dx = ∫ 1*dx = x + C.
2°) Si p = 1 queda: I = ∫ x-1dx = lnx + C.
3°) Si p ≠ 0 y p ≠ 1 queda: I = ∫ x-pdx = x-p+1/(-p+1) + C;
y aquí tenemos dos casos:
a) Si -p + 1 > 0, que corresponde a 1 > p que equivale a p < 1, observa que el exponente es positivo;
b) Si -p + 1 < 0, que corresponde a 1 < p que equivale a p > 1, observa que el exponente es negativo.
Luego, observa que la integral del enunciado tiene que su límite de integración inferior es impropio,
por lo que evaluamos con Regla de Barrow entre a y 1 en todos los casos, y luego planteamos el límite cuando a tiende a 0 por derecha:
1°)
I = [ x ] = 1 - a,
y luego I = Lím(a→0+) (1 - a) = 1 - 0 = 1,
por lo que la integral es convergente en este caso.
2°)
I = [ lnx ] = ln1 - lna = 0 - lna = - lna,
y luego I = Lím(a→0+) (- lna) = - Lím(a→0+) lna = + ∞,
por lo que la integral es divergente en este caso.
3°a)
I = [ x-p+1/(-p+1) ] = 1-p+1/(-p+1) - a-p+1/(-p+1) = 1/(-p+1) - a-p+1/(-p+1) = ( 1/(-p+1 )*(1 - a-p+1),
y luego I = Lím(a→0+) ( 1/(-p+1 )*(1 - a-p+1) = ( 1/(-p+1) )*Lím(a→0+) (1 - a-p+1) = ( 1/(-p+1) )*(1 - 0-p+1) = 1/(-p+1),
por lo que la integral es convergente en este caso.
3°b)
I = [ x-p+1/(-p+1) ] = 1-p+1/(-p+1) - a-p+1/(-p+1) = 1/(-p+1) - a-p+1/(-p+1) = ( 1/(-p+1 )*(1 - a-p+1),
y luego I = Lím(a→0+) ( 1/(-p+1 )*(1 - a-p+1) = ( 1/(-p+1) )*Lím(a→0+) (1 - a-p+1) =
= ( 1/(-p+1) )*Lím(a→0+) (1 - 1/ap-1) = observa que el exponente de a es positivo = + ∞,
por lo que la integral es divergente en este caso.
Espero haberte ayudado.