定积分的定义和基本性质

1、定积分的结果一定是一个数,定积分的值与积分变量无关(与被积函数和积分上下限有关)。

 \int_{a}^{b} f{\left({x}\right)}\text{d}x=\int_{a}^{b} f{\left({t}\right)}\text{d}t

2、注意上下限。上下限相同定积分的结果为0

\int_{a}^{a} f(x) dx= 0

\int_{a}^{b} f(x)dx = - \int_{b}^{a} f(x)dx

3、原函数存在 => 不定积分存在。

      可积=>在某个积分区间定积分的存在性。

可积的充分条件

1、f(x) 在[a,b]区间连续,则\int_{a}^{b}f(x)dx 存在。

2、f(x) 在[a,b]区间有界而且存在有限个间断点,则\int_{a}^{b}f(x)dx 存在 。

第一类间断点(可去、跳跃)

第二类间断点(震荡)

有限个间断点是指上方这几种间断点(无穷间断点无界,不满足条件)。

3、f(x) 在[a,b]区间单调,则\int_{a}^{b}f(x)dx 存在 。

可积的必要条件

如果\int_{a}^{b}f(x)dx 存在,则可以推出f(x) 在[a,b]区间有界。

有界不一定可积,可积一定有界。(有界指在闭区间)

可积不一定连续,连续一定可积。(连续指在闭区间)

定积分的性质

1、线性性质\int_{a}^{b}[\alpha f(x) + \beta g(x)] = \alpha\int_{a}^{b}f(x)dx + \beta\int_{a}^{b}g(x)dx 并且\left ( \alpha,\beta \right )是常数。

2、积分区间的可加性\int_{a}^{b}f(x)dx + \int_{b}^{c}f(x)dx = \int_{a}^{c}f(x)dx

3、单调性 如果f(x) \leq g(x) 则 \int_{a}^{b} f(x)dx \leq \int_{a}^{b} g(x)dx (画个图就看的出来)

4、绝对可积性\left | \int_{a}^{b}f(x)dx \right | \leq \int_{a}^{b}|f(x)|dx 左边先积分好了在变正,右边函数直接翻到上方所有都变正值了。

5、若f(x)[a,b]上连续,m \leq f(x) \leq M 则m(b-a) \leq \int_{a}{b}f(x)\mathrm{d}x \leq M(b-a)

 常考题型:积分不等式和求极限。

中值定理

f(x)[a,b]上连续,则

\int_{a}^{b}f(x)\mathrm{d}x = f(\xi )(b-a)

a \textless \xi \textless b

 若f(x),g(x)[a,b]上连续,g(x)不变号,则

\int_{a}^{b}f(x)g(x)\mathrm{d}x = f(\xi) \int_{a}^{b}g(x)\mathrm{d}x

a \leq \xi \leq b

常考题型:定积分的证明;求极限

积分上限函数

\int_{a}^{x}f(t)\mathrm{d}t = F(x)

f(x)\left[a,b\right]上连续,则\int_{a}^{x}f(t)\mathrm{d}t\left [ a,b \right ]上可导且\left ( \int_{a}^{x}f(t)\mathrm{d}t \right )^{'} = f(x)

\int_{\varphi (x)}^{\psi (x)} f(t)\mathrm{d}t = f(\psi (x))\psi ^{'}(x) - f(\varphi (x))\varphi ^{'}(x)

f(x)连续。

f(x)是奇函数,则\int_{0}^{x}f(t)\mathrm{d}t是偶函数。

f(x)是偶函数,则\int_{0}^{x}f(t)\mathrm{d}t是奇函数。

定积分的计算

1、牛顿-莱布尼兹公式   \int_{a}^{b}f(x)\mathrm{d}x = F(b)-F(a)  (求f(x)的原函数)

2、换元法   \int_{a}^{b}f(x)\mathrm{d}x = \int_{\alpha }^{\beta } f(\varphi (t))\varphi ^{'}(t)\mathrm{d}t. (换元x = \varphi (t) 积分的上下限也要变)

3、分部积分法 \int_{a}^{b}u\mathrm{d}v = uv\Big|_{a}^{b} - \int_{a}^{b}v\mathrm{d}u

4、利用奇偶性,周期性

        

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