
解题过程如下:
g(x)=(1/x)∫[0,1]x*f(xt)d(t);
令u=xt,因此积分上下限从t在[0,1]变为u在[0,x]上;
g(x)=(1/x)∫[0,x]f(u)du(可以看为1/x与后面的变下限积分函数相乘);
由此g'(x)=(-1/x^2)∫[0,x]f(u)du+(1/x)f(x)。
注意事项:
定积分是一类积分,函数f(x)的积分和在区间[A,b]的极限。
要注意定积分和不定积分的关系:定积分存在时是具体数值,不定积分是函数表达式,它们只存在数学计算关系(牛顿-莱布尼茨公式)。
一个函数可以有不定积分,但没有定积分;可以有定积分而没有不定积分。对于连续函数,必须有定积分和不定积分;如果只有有限的不连续点,则定积分存在。如果存在跳跃不连续,则原函数一定不存在,即不定积分一定不存在。
下面的例子或许会对你的理解有所帮助:
设F(x)=∫f(t)dt (1)
1。当方程(1)等号右边的积分下限是常数a上限是常数b时,得:
(a,b)∫f(t)dt=F(b)-F(a)
如对上式微分,因F(b)和F(a)都是常数,则得:
[(a,b)∫f(t)dt]ʹ=[F(b)-F(a)]ʹ=0
2。当方程(1)等号右边的积分下限是常数a上限是变数x时,得:
(a,x)∫f(t)dt=F(x)-F(a)
从上式可知,积分的结果与下限有关。可是因F(x)是x的函数,F(a)是常数,如对上式微分,则得:
[(a,x)∫f(t)dt]ʹ=Fʹ(x)-Fʹ(a)=f(x)-0=f(x)
因常数的导数是0,上面的导数就与下限无关了。
3。当方程(1)等号右边的积分下限是变数x上限也是变数,如x²时,得:
(x,x²)∫f(t)dt=F(x²)-F(x)
如对上式微分,因F(x²)和F(x)都是x的函数,则得:
[(x,x²)∫f(t)dt]ʹ=Fʹ(x²)-Fʹ(x)=2xf(x²)-f(x)
上面的导数与下限有关。
因此,对变积分限的函数求导时,如积分下限也是一个变量,则其导数与下限有关。但若积分下限是一个常数,则其导数与下限无关。
变上限积分下限a随便常数。
原积分=∫〔原下限到a〕+∫〔a到+∞〕。
求导时,第一项按照变下限积分求导。
第二项积分如果收敛则是常数,求导为0。
当方程(1)等号右边的积分下限是常数a上限是常数b时,得:(a,b)∫f(t)dt=F(b)-F(a)
对上式微分,因F(b)和F(a)是常数,得: [(a,b)∫f(t)dt]ʹ=[F(b)-F(a)]ʹ=0。
函数地位
积分变限函数是一类重要的函数,它最著名的应用是在牛顿一莱布尼兹公式的证明中.事实上,积分变限函数是产生新函数的重要工具,尤其是它能表示非初等函数,同时能将积分学问题转化为微分学问题。积分变限函数除了能拓展我们对函数概念的理解外,在许多场合都有重要的应用。
两边对x求导,
tf(xt)=tf(x)+∫(1t)f(u)du
代入x=1
tf(t)=5t/2+∫f(u)du
对t求导
f(t)+tf'(t)=5/2+f(t)
f'(t)=5/2t
f(t)=5lnt/2+C
f(1)=5/2得f(t)=5lnt/2+5/2,t换成x即得
不一样,但有关联。当上限为积分变量,下限为常数时候,是同积分函数的不定积分的其中一个。
一个函数,可以存在不定积分,而不存在定积分,也可以存在定积分,而没有不定积分。连续函数,一定存在定积分和不定积分;若在有限区间[a,b]上只有有限个间断点且函数有界,则定积分存在;若有跳跃、可去、无穷间断点,则原函数一定不存在,即不定积分一定不存在。
注:
1函数变量是x,t为积分变量,两者应注意区别。
2积分变上限函数和积分变下限函数统称积分变限函数。上式为积分变上限函数的表达式,当x与a位置互换后即为积分变下限函数的表达式,所以我们只讨论积分变上限函数即可。
3从几何上看,这个积分上限函数Φ(x)表示区间[a,x]上曲边梯形的面积。
扩展资料:
如果函数f(x)在区间[a,b]上连续,X0为[a,b]内任一点,则变动上积限积分满足:
注:
(1)区间a可为-∞,b可为+∞;
(2)此定理是变限积分的最重要的性质,掌握此定理需要注意两点:第一,下限为常数,上限为参变量x(不是含x的其他表达式);第二,被积函数f(x)中只含积分变量t,不含参变量x。
求函数f(x)的不定积分,就是要求出f(x)的所有的原函数,由原函数的性质可知,只要求出函数f(x)的一个原函数,再加上任意的常数C就得到函数f(x)的不定积分。
由于在一个区间上导数恒为零的函数必为常数,所以G(x)-F(x)=C’(C‘为某个常数)。
这表明G(x)与F(x)只差一个常数因此,当C为任意常数时,表达式F(x)+C就可以表示f(x)的任意一个原函数。也就是说f(x)的全体原函数所组成的集合就是函数族{F(x)+C|-∞<C<+∞}。
由此可知,如果F(x)是f(x)在区间I上的一个原函数,那么F(x)+C就是f(x)的不定积分,即∫f(x)dx=F(x)+C。
因而不定积分∫f(x) dx可以表示f(x)的任意一个原函数。
参考资料:
参考资料:
积分上下限反过来是因为换元引起的积分区间变化,换元前积分变量为t,区间[0,x],换元中用u代替x-t,积分变量为u,积分下限变为x-0=x,积分上限变为x-x=0,所以看起来是反的,其实是巧合。
上限:t=x,使用u=x-t换元后对应: u=x-t=x-x=0
下限:t=0,使用u=x-t换元后对应: u=x-t=x-0=x
设函数f(x) 在区间[a,b]上连续,将区间[a,b]分成n个子区间[x0,x1], (x1,x2], (x2,x3], …, (xn-1,xn],其中x0=a,xn=b。可知各区间的长度依次是:△x1=x1-x0,在每个子区间(xi-1,xi]中任取一点ξi(1,2,,n),作和式
该和式叫做积分和,设λ=max{△x1, △x2, …, △xn}(即λ是最大的区间长度),如果当λ→0时,积分和的极限存在,则这个极限叫做函数f(x) 在区间[a,b]的定积分,记为 ,并称函数f(x)在区间[a,b]上可积。
其中:a叫做积分下限,b叫做积分上限,区间[a, b]叫做积分区间,函数f(x)叫做被积函数,x叫做积分变量,f(x)dx 叫做被积表达式,∫ 叫做积分号。
之所以称其为定积分,是因为它积分后得出的值是确定的,是一个常数, 而不是一个函数。
扩展资料把函数在某个区间上的图象[a,b]分成n份,用平行于y轴的直线把其分割成无数个矩形,再求当n→+∞时所有这些矩形面积的和。只要是上方的函数减去下方的函数,然后积分,就绝对不会出现符号问题。
平时的积分,由于减去的是x轴的函数,也就是y=0;而在x轴下方的图形,自然要x轴的函数减去x轴下方的函数,也就是 0 - f(x) = - f(x),这就是负号的来源。负号不是人为加上去的,而是由x轴减下方函数所固有的。
变限积分求导公式四个如下:
f(x)=∫(a,x)xf(t)dt,此定理是变限积分的最重要的性质,掌握此定理需要注意两点:第一,下限为常数,上限为参变量x(不是含x的其他表达式);
第二,被积函数f(x)中只含积分变量t,不含参变量x。
积分变限函数是一类重要的函数,它最著名的应用是在牛顿一莱布尼兹公式的证明中.
事实上,积分变限函数是产生新函数的重要工具,尤其是它能表示非初等函数,同时能将积分学问题转化为微分学问题。
拓展介绍:
求导是数学计算中的一个计算方法,它的定义就是,当自变量的增量趋于零时,因变量的增量与自变量的增量之商的极限。在一个函数存在导数时,称这个函数可导或者可微分。可导的函数一定连续。不连续的函数一定不可导。
定义:
求导是微积分的基础,同时也是微积分计算的一个重要的支柱。物理学、几何学、经济学等学科中的一些重要概念都可以用导数来表示。如导数可以表示运动物体的瞬时速度和加速度、可以表示曲线在一点的斜率、还可以表示经济学中的边际和d性。
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