L'intégrale
φ(α;β) n'est pas une intégrale généralisée (on dit également impropre) de première espèce puisqu'aucune de ses bornes n'est infinie.
Étudions maintenant l'éventuelle présence d'une singularité appartenant au domaine d'intégration. On a alors :
α−βcosx=0⟺α=βcosx⟺βα=cosxOr, par hypothèse, on sait que
α>β, d'où :
βα>1⟺cosx>1Or
∀x∈R, il est impossible d'avoir
cosx>1. Ainsi, il est donc impossible d'avoir la condition
α−βcosx=0. Autrement dit, on a :
∀x∈R,α−βcosx=0Ainsi, l'intégrande existe sur l'intervalle d'intégration
[0;π], et donc l'intégrale
φ(α;β) n'est pas une intégrale impropre de deuxième espèce et donc nécessairement pas de troisième espèce.
De plus, la fonction
α−βcosx1 est dérivable sur
[0;π], car :
(α−βcosx1)′=−(α−βcosx)2βsinxAinsi, l'intégrande est dérivable sur
[0;π] et donc y est continue. Donc
φ(α;β) n'est pas une intégrale propre.