積分上限函數(shù)及其導數(shù)

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1、§2微積分學基本定理1、積分上限函數(shù)及其導數(shù)定義1:設(shè)f(x)在[a,b]上可積,則對?x?[a,b],f(x)在[a,x]上也可積,x于是,由?(x)??f(t)dt,x?[a,b]定義了一個以積分上限x為自變量的函ab數(shù),稱為變上限函數(shù);?(x)??f(t)dt,x?[a,b]稱為變下限的函數(shù);?(x)x和?(x)統(tǒng)稱為變限函數(shù)。x定理1若函數(shù)f(x)在[a,b]上可積,則變上限函數(shù)?(x)??f(t)dt在[a,b]上a連續(xù)。定理2(原函數(shù)存在定理):若函數(shù)f(x)在[a,b]上連續(xù),則變上限函數(shù)xdx?(x)??f(t)dt

2、在[a,b]上可微,且??(x)??af(t)dt?f(x),x?[a,b]adx證:?x?[a,b],任取?x?0,且x??x?[a,b],則x??xx????(x??x)??(x)??ft)(td??ft)(tdaa由積分中值定理知,存在?介于x與x+?x之間,使得???f(?)?x,由于?x?0???x,再由導數(shù)定義及f(x)的連續(xù)性知????(x)?lim?limf(?)?limf(?)?f(x).?x?0?x?x?0??x推論:?()x;?()x((?ftdt))(???f??(x))(x)(?f())tdt???f(()

3、)??x??()xf(())??x()xa?()x2dt?例1設(shè)f(x)??sinx1?t2,求f?(6)例2xd?sintdtdt0x例3sin2t?0lim3x?0x2、Newton—Leibniz公式定理3(Newton—Leibniz公式):如果函數(shù)F(x)是連續(xù)函數(shù)f(x)在區(qū)b間?a,b?上的一個原函數(shù),則?f(x)dx?F(b)?F(a).ax證:因為?(x)??af(t)td是f(x)的一個原函數(shù),則F(x)??(x)?C,令x?a,x有F(a)??(a)?C,又?(a)?0,因此,C?F(a),所以?f(t)dt?

4、F(x)?F(a).a注:在實際應(yīng)用中,定理的條件可以減弱為:F(x)在[a,b]上連續(xù),在(a,b)內(nèi)可導,F(xiàn)x?()?f()x,x?(,ab),而f(x)在[a,b]上可積。例412?xdx0例53dx?21?x?1x?0ft(t)dt例6設(shè)f(x)在[0,+∞]內(nèi)連續(xù),且f(x)?0,求證函數(shù)F(x)?x在?0f(t)dt[0,+∞]內(nèi)為單調(diào)增加函數(shù)。3、小結(jié)在應(yīng)用Newton—Leibniz公式時,要求被積函數(shù)在積分區(qū)域上連續(xù),否則會出問題:例如2,就不能用Newton—Leibniz公式。1?dxx?2

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