積分上限函式

積分上限函式

設函式y=f(x) 在區間[a,b]上可積,對任意x∈[a,b],y=f(x)在[a,x] 上可積,且它的值與x構成一種對應關係(如概述中的圖片所示),稱Φ(x)為變上限的定積分函式,簡稱積分上限函式 。

定義

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設函式f(x)在區間[a,b]上可積,且對任意 在[a,x]上也可積,稱變上限定積分 為 的積分上限函式,記為 即

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當 時, 在幾何上表示為右側鄰邊可以變動的曲邊梯形的面積(圖1中的陰影部分) 。

圖1 圖1

定理

積分上限函式 積分上限函式

設函式 在區間[a,b]上連續,則積分上限函式

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在[a,b]上可導,並且

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證明: 對於任意給定的 給x以增量 使得 由 的定義及定積分對區間的可加性,有

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再由 定積分中值定理,得

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其中, 在 和 之間。

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令 則 從而 由 的連續性,得

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根據導數定義,得

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證畢。

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這個定理說明,任何連續函式都有原函式存在,且積分上限函式 就是在[a,b] 上的一個原函式。上述定理也叫做 原函式存在定理

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