查看更多优质解析解答一举报若函数f(x)在[a,
b]上连续,
且存在原函数F(x),
则f(x)在[a,
b]上可积,
且 b(上限)∫a(下限)f(x)dx=F(b)-F(a) 这即为牛顿—莱布尼茨公式.
牛顿-莱布尼茨公式的意义就在于把不定积分与定积分联系了起来,
也让定积分的运算有了一个完善、令人满意的方法.
下面就是该公式的证明全过程:编辑本段对函数f(x)于区间[a,
b]上的定积分表达为:b∫a*f(x)dx 现在我们把积分区间的上限作为一个变量,
这样我们就定义了一个新的函数:Φ(x)= x∫a*f(x)dx 但是这里x出现了两种意义,
一是表示积分上限,
二是表示被积函数的自变量,
但定积分中被积函数的自变量取一个定值是没意义的.
为了只表示积分上限的变动,
我们把被积函数的自变量改成别的字母如t,
这样意义就非常清楚了:Φ(x)= x∫a*f(t)dt编辑本段研究这个函数Φ(x)的性质:1、定义函数Φ(x)= x(上限)∫a(下限)f(t)dt,
则Φ 与格林公式和高斯公式的联系’(x)=f(x).
证明:让函数Φ(x)获得增量Δx,
则对应的函数增量 ΔΦ=Φ(x+Δx)-Φ(x)=x+Δx(上限)∫a(下限)f(t)dt-x(上限)∫a(下限)f(t)dt 显然,
x+Δx(上限)∫a(下限)f(t)dt-x(上限)∫a(下限)f(t)dt=x+Δx(上限)∫x(下限)f(t)dt 而ΔΦ=x+Δx(上限)∫x(下限)f(t)dt=f(ξ)•Δx(ξ在x与x+Δx之间,
可由定积分中的中值定理推得,
也可自己画个图,
几何意义是非常清楚的.
) 当Δx趋向于0也就是ΔΦ趋向于0时,
ξ趋向于x,
f(ξ)趋向于f(x),
故有lim Δx→0 ΔΦ/Δx=f(x) 可见这也是导数的定义,
所以最后得出Φ’(x)=f(x).
2、b(上限)∫a(下限)f(x)dx=F(b)-F(a),
F(x)是f(x)的原函数.
证明:我们已证得Φ’(x)=f(x),
故Φ(x)+C=F(x) 但Φ(a)=0(积分区间变为[a,
a],
故面积为0),
所以F(a)=C 于是有Φ(x)+F(a)=F(x),
当x=b时,
Φ(b)=F(b)-F(a),
而Φ(b)=b(上限)∫a(下限)f(t)dt,
所以b(上限)∫a(下限)f(t)dt=F(b)-F(a) 把t再写成x,
就变成了开头的公式,
该公式就是牛顿-莱布尼茨公式.
例子:求由∫(下限为2,
上限为y)e^tdt+∫(下限为o,
上限为x)costdt=0所确定的隐函数y对x的导数dy/dx求1,
∫(下限为-1,
上限为1)(x-1)^3dx 2,
求由∫(下限为0,
上限为5)|1-x|dx 3,
求由∫(下限为-2,
上限为2)x√x^2dxe^(y)-e^(2)+sin(x)=0,
y=ln(e^(2)-sin(x)),
dy/dx=-cos(x)/(e^(2)-sin(x).
1).
(x-1)^4/4|(-1,
1)=(1-1))^4/4-(-1-1))^4/4=-4;2).
∫(下限为0,
上限为5)|1-x|dx=-∫(下限为0,
上限为1)x-1dx+∫(下限为1,
上限为5)x-1dx=-(x-1)^2/2|(0,
1)+(x-1)^2/2|(1,
5)=17/2;x√x^2是奇函数,
所以∫(下限为-2,
上限为2)x√x^2dx=0
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