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高等数学-一元函数积分学

时间:2020-11-28 12:30:54      阅读:21      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

一元函数积分学

定积分的概念与性质

定积分的定义

\(设f(x)为[a,b]上\)有界函数\(在[a,b]上任意插入n-1个分点,a=x_0<x_1<...<x_{n-1}<x_n=b,记\Delta x_i=x_i-x_{i-1},\lambda=max{ \Delta x_i },在每个小区间上任取一点\xi_i,作和式\sum_{i=1}^{n}f(\xi_i)\Delta x_i。若不论对[a,b]怎样分割,也不论每个小区间[x_{i-1},x_i]上的\xi_i怎么选取,在\lambda \to 0时和式总存在且趋于同一个值I,就称f(x)在[a,b]上可积,I为f(x)在[a,b]上的定积分\)

PS:对区间进行等分时,\(n \to \infty\)\(\lambda \to 0\)等价。随意划分条件下前者无法推出后者。

定积分的几何意义

导出一个定积分的计算方法:计算面积代数和

可积的条件

定理

\(如果f(x)在[a,b]上连续,或者在[a,b]上有界且仅有有限个第一类间断点,则f(x)在[a,b]上可积\)

\(如果f(x)在[a,b]上可积,[c,d]\subset[a,b],则f(x)在[a,b]上可积\)

题目

1.狄利克雷函数在[0,1]上不可积。
2.教科书P181 例5.1.4
利用定义计算积分可以指定\(\xi_i\)为左(右)端点

定积分的性质

定理及推论

1.线性性
\(\int_a^b{[k_1f(x)+k_2g(x)]}dx=k_1\int_a^b{f(x)}dx+k_2\int_a^b{g(x)}dx\)
2.依区间可加性
\(\int_a^b{f(x)}dx=\int_a^c{f(x)}dx+\int_c^b{f(x)}dx\)
3.几何度量性
\(\int_a^b dx=b-a\)
4.保号性
\(如果在[a,b]上f(x) \geq 0,则\int_a^b{f(x)}dx \geq 0\)
5.保序性
\(如果在[a,b]上f(x) \geq g(x),则\int_a^b{f(x)}dx \geq \int_a^b{g(x)}dx\)
6.积分绝对值不等式
\(|\int_a^b{f(x)}dx| \leq \int_a^b{|f(x)|}dx\)
7.估值定理
\(m(b-a) \leq \int_a^b{f(x)}dx \leq M(b-a),m,M为最小值和最大值\)
8.积分第一中值定理
\(如果f(x)在[a,b]上连续,则至少存在一点\xi \in [a,b],使得\int_a^b{f(x)}dx=f(\xi)(b-a)\)
9.积分第二中值定理
\(如果f(x),g(x)在[a,b]上连续,g(x) \geq 0,则至少存在一点\xi \in [a,b],使得\int_a^b{f(x)g(x)}dx=f(\xi)\int_a^b{g(x)}dx\)
10.积分正则性1
\(如果f(x)在[a,b]上非负连续,且不恒为0,则\int_a^b{f(x)}dx>0\)
11.积分正则性2
\(如果f(x)在[a,b]上非负连续,\int_a^b{f(x)}dx>0,则f(x)=0\)

题目

1.积分中值定理的证明
2.教科书P184 例5.1.6
3.教科书P184 例5.1.7
4.\(f(x)可导,\underset{x \to +\infty}{lim}f(x)=1,求\underset{x \to \infty}{lim}\int_x^{x+2}tsin \frac{3}{t}f(t) dt=6\)
用积分中值定理把积分运算去掉
5.教科书P186 课后习题6
可以用定义算,也可以洛必达,但不能用积分中值定理

高等数学-一元函数积分学

原文:https://www.cnblogs.com/Deliberator/p/14051972.html

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