变上限积分 积分上限和被积函数都有x有t又有x 这么解为什么不对

变上限积分公式是∫f(t)dt(积分限a到x)根据映射的观点,每给一个x就积分出一个实数因此这是关于x的一元函数,记为g(x)=∫f(t)dt(积分限a到x)注意积分变量用什么符号都不影响積分值,改用t是为了不与上限x混淆

复合函数的积分计算公式是∫udv =uv-∫vdu。复合函数通常是由两个基本初等函数复合而成相当于将其中一个初等函数(次级函数)镶嵌在另外一个初等函数(主体函数)中。

变上限积分公式是∫f(t)dt(积分限a到x)根据映射的观点,每给一个x就积分出一个实數因此这是关于x的一元函数,记为g(x)=∫f(t)dt(积分限a到x)

不定积分的几何意义是积分上限和被积函数都有x与坐标轴围成的面积,x轴之上部分為正x轴之下部分为负,根据cosx在[0, 2π]区间的图像可知正负面积相等,因此其代数和等于0

积分下限为a,下限是g(x) 那么对这个变上限积分函数求导 就用g(x)代替f(t)中的t, 再乘以g(x)对x求导即g'(x) 所以导数为f[g(x)]*g'(x)。注意积分变量用什么符号都不影响积分值改用t是为了不与上限x混淆。

闭合曲线积汾可以直接运用格林公式和斯托克斯公式进行求解格林公式是一个数学公式,它描述了平面上沿闭曲线L对坐标的曲线积分与曲线L所围成閉区域D上的二重积分之间的密切关系一般用于二元函数的全微分求积。

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变上限积分函数简单来说就是積分的上限或下限中出现了变量。由于之前的学习并没有见过这一类函数包括笔者在内的很多大学生刚开始接触它的时候难免会感到“沝土不服”。首先变上限积分函数并不是很好理解;其次,教材上对于变上限积分函数的求导很少有专门的讲解很多教材中只是在讲解微积分基本定理的时候提及了变上限积分函数,没有深入探讨求导的方法但不管是研究生入学考试还是高等数学竞赛都会出现变上限積分函数求导的面孔,或者求极限时候遇到有变上限积分函数欲用洛必达法则也需要对其求导。

该如何理解这个定义呢首先变上限积汾函数建立在给定的连续函数\(f(x)\)上,那么它在一个区间定积分值仅和积分上限和积分下限有关如果积分下限\(a\)固定了,那么对于每一个\(x\)作为函数的积分上限都有一个对应的积分值,因而这就形成了一个函数关系我们注意到积分上限和被积函数都有x的自变量换用了字母\(t\),其實一个函数自变量用什么字母是无所谓的换用字母是为了防止积分上限和被积函数都有x的变量和上限混同,\(t\)并不是真正的函数变量只鈈过是形式上的一个记号。

变上限积分函数其他一些性质本文不予赘述本文主要讨论变上限积分函数的求导。

  • 一、变上限积分函数求导嘚原理

变上限积分函数求导的原理就是微积分第一基本定理:

简单来说就是变上限积分函数是积分上限和被积函数都有x的一个原函数,當然求导数后得到的是积分上限和被积函数都有x了有些读者高中是理科生,学过定积分的初步内容知道“牛顿-莱布尼兹公式”,也就昰微积分第二基本定理虽然从逻辑上讲,我们是用这个定理推得的“牛顿-莱布尼兹公式”但是理解起来可以借用更熟悉的“牛顿-莱布胒兹公式”理解这个定理。比如说\(f(x)\)一个原函数是\(F(x)\)那么\(\int_a^xf(t)dt=F(t)|_a^x=F(x)-F(a)\),它自然也是\(f(x)\)的一个原函数一般来说,我们对“牛顿-莱布尼兹公式”的印象肯定仳这个定理深所以反过来强化理解也不失为一种很好的策略。

分子是变上限积分函数显然我们可以使用洛必达法则。

如果是变下限的積分我们可以简单交换积分的上下限,变成变上限的积分

  • 二、变上限积分函数参与运算的类型

这里指的是待求导的函数有一部分是变仩限积分函数,它参与了四则运算这种情况下求导函数同一般的四则运算求导并没有什么区别,该怎么求就怎么求疑难点无非在于不習惯出现变上限积分函数,习惯以后就不是问题了

和通常乘积形式的求导没有区别。

  • 三、上下限是函数的类型

如果积分上下限是关于\(x \)的函数这时我们可以看成复合函数的求导。

当然这里不需要死记硬背理解思路就行了。

  • 四、积分上限和被积函数都有x出现含\(x \)的变量的类型

  • (一)自变量与积分变量可分离型

\)然后再进行求导。

这里可以将积分上限和被积函数都有x分成两部分先变形

  • (二)自变量与积分变量不可分离型

积分上限和被积函数都有x含有的自变量和积分变量的表达式不容易分离的情况,我们要考虑先进行变量代换变成新积分变量和自变量可以分离的类型。

这里自变量和积分变量不能分离因此作换元\(u=t-x\),换元后新的积分变量\(u\)\(x\)就可以分离了

虽然这是一个定积分,但同样积分上限和被积函数都有x中自变量和积分变量不能分离可以先进行变量代换。

以上内容是我们常见的变上限积分函数求导的类型习惯这种形式后也不会感觉非常困难了。

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