Файл: Смирнова Т.А. Определенный интеграл и его приложения.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 31.07.2024
Просмотров: 140
Скачиваний: 1
|
|
|
13 |
- |
|
|
j.[Je) |
примет по крайней нере один раз значение равное |
|||||
в |
некоторой |
точке |
интервала |
| u , Ь] |
, т . е . найдется |
|
тако е |
С |
« <С |
<Ь |
), |
что |
f.(c)°fll |
или |
|
Ь |
|
|
|
|
|
о-а |
•..fie), |
(а^с. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Отношение, стоящее в левой части доказанного равенства |
|
||||
называется |
с р е д н и й |
з н а ч е н |
и е н |
функции |
|
^{•х} на |
интервале |
|
|
|
|
Теорема о среднем имеет простой геометрический смысл: |
|||||
если кривая |
fl& является |
графиком функции |
у=£(х) |
, |
то всегда |
найдется, по крайней |
мере,одна точка с абсциссой |
||
Х=С ( |
0.£С&Ь |
) такая, |
что площадь прямоугольника с |
|
основанием ( Ь-О. |
) и высотой |
£ ( c j |
будет равна плоша- |
|
ди криволинейной |
трапеции fljHBBi |
, т . к . |
О ВЫЧИСЛИМ ОПРЕДЕЛЕННОГО ИНТЕГРАЛА
Определение понятия определенного интеграла содержит в себе прямое указание и на способ его вычисления, а именно, нужно составить соответствуищус ему иятегрр тьнуо сумму я вычислить ее предел.
- lu -
Однако, этот путь приводит к громоздкий вычислениям, причем во многих случаях вычислительные трудности стано вятся практически непреодолимыми.
Указанные соображения толкаю; на поиски иного, как
мы увидим, принципиального |
нового пути |
вычисления опреде |
|||||||||
ленного |
интеграла. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Этот новый путь опирается на связь определенного ин |
|||||||||||
теграла |
с неопределенным. К установлению |
этой |
связи мы |
||||||||
сейчас |
и перейдем. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ОПРЕДЕЛЕННЫЙ. ИНТЕГРАЛ С ПЕРЕМЕННЫМ ВЕРХНИМ |
|
||||||||||
|
|
|
ПРЕДЕЛОМ |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
•fc |
|
|
|
|
|
|
Рассмотрим |
интеграл |
j j.[x)dx |
|
с |
переменным |
верх |
|||||
ним пределом |
"t |
от функции |
|
|
непрерывной |
на |
|||||
[Cl, I]. |
Этот |
интеграл |
является |
функцией |
переменной |
"t . |
|||||
Обозначим эту |
функцив |
через |
|
, |
т . е . |
|
|
||||
|
|
|
|
і |
|
|
|
|
|
|
|
ТЕОРЕМА . П р о и з в о д н а я |
|
о п р е д е л е н н о г о |
|||||||||
|
и н т е г р а л а |
п о |
|
в е р х н е м у |
|
||||||
|
п р е д е л у |
|
р а в н а |
|
п о д и н т е г - |
||||||
|
р а л ь н о й |
|
ф у н к ц и и , в |
к о т о |
|||||||
|
р у ю |
в м е с т о |
п е р е м е н н о й |
и н |
|||||||
|
т е г р и р о в а н и я |
|
п о д с т а в л е н о |
||||||||
|
з н а ч е н и е |
в е р х н е г о |
|
п р е д е |
|||||||
|
л а |
, |
т . е . |
|
(. |
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
|
|
|
Доказательство. Производная |
<р(і)--&.t*i |
. |
|||
|
|
|
|
At -"О |
At |
Дадим переиенной t |
приращение |
àt |
. Тогда |
||
a |
|
i ' |
i i |
t. |
|
аФ(Ь)=Ф(ЬМ]-*(і)-\ fh.}dx-jf(x)dx-
Применяя к последнему интегралу теорему о среднем, получим it at.
Разделив на Д £ |
находим |
b<t>(t)._J±JJc) _,, ,
|
АН~0 |
A t |
АІ~6 |
' |
|
|
|
t û t . |
|
|
|
|
|
Следовательно, |
c ^ f ' t ) = / f t j |
• Теорема доказана. |
||||
ЗАМЕЧАНИЕ. Из доказанной теоремы, |
в частности, |
следует, |
||||
что |
всякая |
непрерывная |
функц" |
имеет |
первооб |
|
разную. Действительно, |
если £('х} |
непрерыв |
||||
на на [а,%] |
, |
то существует |
определенный |
|||
|
|
X |
|
|
|
|
интеграл IfMdx\L{X-)d.X |
, т . е . существует |
функция Ф l'XJ - J j(-xjdx
|
|
|
|
|
- |
16 |
- |
|
|
|
|
|
|
ФОРМУЛА НЬЮТОНА - |
ЛЕЙБНИЦА. |
|
|
||||||
|
Функция |
Ф(і)"-" J ^.(TJdx |
|
есть первообразная |
ДЛЯ |
||||||
0 |
, |
т . е . |
411)^1*.) |
|
|
|
|
|
|||
|
Пусть |
F (h) - |
какая |
нибудь |
из |
первообразных |
для |
|
|||
|
|
, тогда |
Ф (lj |
содержится |
среди функций F |
(і)+С |
, |
||||
т . е . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ИЛИ |
|
|
|
і |
|
|
|
|
|
|
|
где |
Сj |
- некоторая |
определенная |
постоянная. Для ее отыс |
|||||||
кания |
положим |
в |
последней |
равенстве |
Ь - CL '• |
|
|
||||
|
|
|
|
а. |
|
|
|
|
|
|
|
Отсюда |
C-JÏ-F/Û.) |
|
и |
|
|
|
|
|
|
. получим формулу
t
a |
1 |
|
|которая называется |
формулой |
Н ь в т о н а - Л е й б н и - |
і.ц а . |
|
|
Из этой формулы следует, что величина определенного интеграла равна разности значений любой из первообразных подинтегральной функции, вычисленных при верхнем й нижнем пределах.