π2
函数 ∣cost∣ 的周期为 π,且每个长度为 π 的周期上的积分为 2。因此 S(nπ)=2n,S((n+1)π)=2(n+1)。
由于 ∣cost∣≥0,S 单调不减。对 nπ≤x<(n+1)π,有 S(x)≥2n;又因尚未积分到下一周期终点,且余下区间上的积分为正,故 S(x)<2(n+1)。
写成 x=nπ+r,其中 0≤r<π。由周期性及第一问的每周期积分值,S(x)=2n+s,其中 0≤s<2。
于是 xS(x)=π+nr2+ns。当 x→+∞ 时 n→∞,故极限为 π2。