函数的七大结论【总结,f(x),导数,积分】

上一部分对于函数的四大特性进行了讲解,这是属于中学数学的。

但是我们大学中学的是微积分,所以更加关注 导数积分

考微积分:一定是给f’(x),然后研究它的微分(导数) 和 积分

f(x)、f’(x)、f(x)积分的祖孙关系

f(x)求导得到他儿子——f’(x)

f(x)积分得到他爸——f(x)的积分

求导之后函数奇偶性 !互换!

①若f(x)是可导的偶函数,则f’(x)是奇函数

也就是说有这样的条件,立马得到f'(0) = 0

②若f(x)是可导的奇函数,则f’(x)是偶函数

③若f(x)是可导的周期为T的周期函数,则f’(x)也是周期函数,且周期不变(T)

④连续的奇函数的一切原函数都是偶函数(而连续的偶函数!!仅有一个!!原函数是奇函数)

  • 连续函数 必有 原函数

简单证明

我们知道如果我们要求f(x)的原函数,将需要使用到积分,即

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对于F(x) + c就是我们所求的原函数了,其几何意义就是将F(x)在y轴上移动c个单位

也就是说

  • 如果连续的奇函数的原函数是偶函数的话,那么在y轴上移动,依旧关于Y轴对称——全部都是偶函数
  • 如果连续的偶函数的原函数是奇函数的话,那么继续在Y轴上移动的话,将**仅仅只有C=0**时关于原点对称

⑤连续的偶函数!!仅有一个!!原函数是奇函数

⑥若连续函数f(x)以T为周期,且在[0, T]上积分值为0,则f(x)的一切原函数也都以T为周期

若连续函数f(x)以T为周期 =>(根据结论③) 导函数一定也以T为周期。在这个条件下,如果在[0, T]上积分值不为0,结论不一定成立

⑦!!!若f(x)在(a,b)内可导,且f’(x)有界,则f(x)在(a,b)内有界!!!

问题一:**有导师问:**为什么在函数在有界区间内可导,导函数有界,则函数有界呢?

首先要理解问题!

有限区间内可导 ===> 有限区间内是连续函数

f’(x) ===> 换一个词:变化率(控制函数值的)

如果f(x)在有界区间内,是可导连续的,且它的变化率也是有界的 =====> 这个函数的任何一个位置的变化率都是有界的

也就是说:如果一个有界函数的变化率是有界的,就可以控制函数一定是有界的

证明

任取x属于(a,b),证|f(x)| <= M;任取一个顶点x0

则有[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-OGxFLBUn-1680683661591)(assets/image-20230405161903-xmgfgtb.png)]

所以[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-eTQH9I7w-1680683661591)(assets/image-20230405161945-lq8py85.png)]

加上绝对值[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-4419i43f-1680683661591)(assets/image-20230405162209-rhywi3k.png)]

根据 不等式,则可以得到

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一定会得到结果**(严格小于)**

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这里f(x0)、(b-a)都是常数,然后f’ 就是f’(x)的特殊点——必然也是有界的

对于导数,我们有[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-UA7w5J0z-1680683661592)(assets/image-20230405163008-a2y46cx.png)]

那么对于这个特殊点,我们也有这样的结论

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所以,最后能得到

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此时右侧都是常数,所以可以简化成M

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这里的本质就是通过导函数的有界控制f(x)的有界

这里 只针对有界区间

证明完毕

总结

f’(x) f(x) 在这里插入图片描述积分
一定为奇函数 偶函数 只有一个奇函数[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-m8jvn692-1680683661593)(assets/image-20230405160432-pbbfjrv.png)]
一定为偶函数 奇函数 全部都是偶函数
依旧以T为周期 以T为周期 只有在[0, T]上积分值为0,才以T为周期

从中间的f(x)列开始开,左右推导

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