Рудин развеивает иллюзии по этому вопросу (здесь ряды, а не интегралы, но суть не меняется):
Например, ряд
расходится, тогда как ряд
сходится.
Можно заметить, что члены ряда (12) очень мало отличаются от членов ряда (13). Однако один ряд сходится, а другой расходится. Продолжая процесс, который привел нас от теоремы 3.28 к теореме 3.29, а затем к (12) и (13), мы получим пары сходящихся и расходящихся рядов, члены которых отличаются даже меньше, чем члены рядов (12) и (13). Можно было бы предположить, что имеется некое предельное положение, "граница", по одну сторону которой лежат все сходящиеся, а по другую - все расходящиеся ряды, по крайней мере пока речь идет о рядах с монотонно убывающими членами. Конечно, это понятие "границы" совсем неясное. Однако мы хотим отметить следующее: как бы мы ни уточнили это понятие, такое предположение окажется неверным. Упражнения 3.11(b) и 3.12(b) могут служить иллюстрациями.
Мы не хотим вдаваться глубже в подобные вопросы теории сходимости и отсылаем читателя к главе IX, в особенности разделу 41, книги Кноппа "Theory and Application of Infinite Series".