积分上限函数小结
小结
积分上限函数（或变上限定积分）()()x
a F x f t dt =?的自变量是上限变量x ，
在求导时，是关于x 求导，但在求积分时，则把x 看作常数，积分变量t 在积分区间],[x a 上变动。弄清上限变量和积分变量的区别是对积分限函数进行正确运算的前提。
1．关于积分上限函数的理论
定理1 如果)(x f 在],[b a 上可积，则?=x
a dt t f x F )()(在],[
b a 上连续.
定理 2 如果)(x f 在],[b a 上连续，则?=x
a
dt t f x F )()(在],[b a 上可导，且
).(])([)(x f dt t f dx d x F x
a
==
'? 注：（Ⅰ）从以上两个定理可看出，对)(x f 作变上限积分后得到的函数，性质比原来的函数改进了一步：可积改进为连续；连续改进为可导。这是积分上限函数的良好性质。而我们知道，可导函数)(x f 经过求导后，其导函数
)(x f '甚至不一定是连续的。
（Ⅱ）定理（2）也称为原函数存在定理。它说明：连续函数必存在原函数，并通过定积分的形式给出了它的一个原函数。我们知道，求原函数是求导运算的逆运算，本质上是微分学的问题；而求定积分是求一个特定和式的极限，是积分学的问题。定理（2）把两者联系了起来，从而使微分学和积分学统一成为一个整体，有重要意义。
推论1
)(])([x f dt t f dx d b
x -=? 推论2
)()]([])([)
(x x f dt t f dx
d x c ???'=? 推论3
)()]([)()]([])([)
()(x x f x x f dt t f dx d x x ??ψψψ?'-'=?
2．积分限函数的几种变式
（1） 比如 ?-=x
dt t f t x x F 0)()()(
(被积函数中含x , 但x 可提到积分号外面来.)
在求)(x F '时，先将右端化为????-=-x
x
x
x
dt t tf dt t f x dt t tf dt t xf 0
)()()()(的形
式，再对x 求导。
（2）比如 ?-=x
dt x t tf x F 0)()(
( f 的自变量中含x , 可通过变量代换将x 置换到f 的外面来)
在求)(x F '时，先对右端的定积分做变量代换x t u -=（把x 看作常数），此时，
du dt =，0=t 时，x u -=；x t =时，0=u ，这样，)(x F 就化成了以u 作为
积分变量的积分下限函数：
???---+=+=0
00)()()()()(x
x
x
du u uf du u f x du u f u x x F ，然后再对x 求导。
( 3 ) 比如 ?=1
)()(dt xt f x F
(这是含参数x 的定积分, 可通过变量代换将x 变换到积分限的位置上去)
在求)(x F '时，先对右端的定积分做变量代换xt u =（把x 看作常数），此时，
x
du
dt =
，0=t 时，0=u ；1=t 时，x u =，于是，)(x F 就化成了以u 作为积分变量的积分上限函数：?=x
du u f x x F 0
)(1)(，然后再对x 求导。
3．有积分限函数参与的题型举例 （1） 极限问题：
例1 ??
-→x x x dt
t t t tdt
00
2
30
)sin (sin lim
2
（答：12）
例2
x
dt t x
x ?+∞
→0
sin lim
（提示：本题用洛必达法则求不出结果，可用夹逼准则
求。 答：
π
2
）
例3 已知极限1sin 1
lim
00=++-?→x x x dt c
t t a bx e ，试确定其中的非零常数.,,c b a
（答：.1,1,1==-=c b a ） （2） 求导问题
例4 已知 ??
?
??=-=??.
sin ,
)cos 1(00t t udu y du u x 求.dx dy (答:)cos 1(2sin t t t -) 例5 已知 .0cos 0
=+??
xy
y
t tdt dt e 求
.dx dy (答: )
cos()
cos(xy x e xy y y +-) 例6 求
?-x dt t x dx
d 02)sin( (答: 2
sin x )
例7 设)(x f 在),(+∞-∞内连续且,0)(>x f 求证 ??=x x
dt
t f dt t tf x 0
0)()()(? 在),0(+∞内单调增加.
(3) 最大最小值问题
例8 在区间],1[e 上求一点ξ, 使得下图中所示的阴影部分的面积为最小.
(提示: 先将面积表达为两个变限定积分之和:??-+=e
x
x
dt t tdt x A )ln 1(ln )(1
,
然后求出)(x A ',再求出其驻点. 答:e =ξ.)
例9 设0≥x ，n 为正整数. 证明 ?-=x
n tdt t t x f 022sin )()( 的最大值不超过
.)
32)(22(1
++n n (提示:先求出函数的最大值点, 然后估计函数最大值的上
界.)
(4) 积分问题
例10 计算?1
0)(dx x xf ，其中?
=2
1sin )(x dt t
t
x f . (提示: 当定积分的被积函数中含有积分上限函数的因子时, 总是用分部积分
法求解, 且取)(x u 为积分上限函数. 答: ).11(cos 2
1
-)
例11 设)(x f 在),(+∞-∞内连续, 证明
.])([))((0
???
=-x u
x
du dt t f du u x u f
(提示: 对右端的积分施行分部积分法.)
例12 设??
?
??><≤<-≤≤=.2,00,212,
10)(x x x x x x x f 求?=Φx dt t f x 0
)()(在),(+∞-∞内的表达
式. (说明: 这类题在概论课中求连续型随机变量的分布函数时会遇到. 求表达式时, 注意对任一取定的x , 积分变量t 在],0[x 内变动).
答: .21,21)2(211,102
1,00)(22????
?????>≤<--≤≤<=Φx x x x x x x )
(5) 含有未知函数的变上限定积分的方程（称为积分方程）的求解问题 例13 设函数)(x ?连续，且满足.)()()(0
??-+=x
x
x
dt t x dt t t e x ??? 求).(x ?
(答: )sin (cos 2
1
)(x e x x x ++=
?) （说明：这类问题总是通过两端求导，将所给的积分方程化为微分方程，然
后求解. 注意初值条件隐含在积分方程内. 答: x x x sin cos )(+=?） 例14 设)(x f 为正值连续函数, ,1)0(=f 且对任一0>x , 曲线)(x f y = 在区间],0[x 上的一段弧长等于此弧段下曲边梯形的面积, 求此曲线方程. (说明: 根据题设列出的方程将含有)(x f 的积分上限函数.
答: ))0(2
)(>+=
-x e e x f x
x (6) 利用积分上限函数构造辅助函数以证明积分不等式等.
例15 设)(),(x g x f 均在],[b a 上连续, 证明以下的Cauchy-Swartz 不等式:
.)()())()((22
2
???≤b
a
b
a
b
a
dx x g dx x f dx x g x f
说明: 本题的通常证法是从不等式0)]()([≥-?b
a
dx x tg x f 出发, 由关于t 的二
次函数非负的判别条件即可证得结论. 但也可构造一个积分上限函数, 利用该函数的单调性来证明. 提示如下:
令.)()(])()([)(22
2
????-=x
a
x
a
x
a
dt t g dt t f dt t g t f x F 则.0)(=a F
求出)(x F '并证明.0)(≤'x F 从而)(x F 单调减少, 于是得 .0)()(=≤a F b F
由此可得结论. 这种证法有一定的通用性. 例如下例.
例16 设)(x f 在[0,1]上连续且单调减少. 证明: 对任一,10<<λ 有
.)()(1
??
≥dx x f dx x f λλ
(提示: 即证
.1)()(1
??
≥
dx
x f dx
x f λλ
于是作,)()(0
x
dt
t f x F x
?=
只需证)(x F 单
调减少即可得结论.)
利用积分上限函数构造辅助函数, 还常用于证明与微分中值定理有关 的某些结论. 比如下题. 例17 设)(),(x g x f 在],[b a 上连续. 求证: 存在),(b a ∈ξ,
??=ξ
ξ
ξξa
b dx x f g dx x g f )()()()(.
(提示: 令???=b
x
x a
dt t g dt t f x F )()()(. 对)(x F 在],[b a 上用Rolle 定理即可证得
结论)
4. 关于积分限函数的奇偶性与周期性
定理3 设()x f 连续，()()?=x
dt t f x 0?.如果()x f 是奇（偶）函数，则()x ?是偶
（奇）函数；如果如果()x f 是周期为T 的函数，且()00
=?T
dx x f ,则()x ?是相同
周期的周期函数.
证 设()x f 奇, 则
()()()()()()()x du u f du u f u d u f dt t f x x
f x
x u
t x ??==--=--=
=-???
?
-=-0
奇
,
即()x ?为偶函数.
设()x f 偶, 则
()()()()()()()x du u f du u f u d u f dt t f x x
f x
x u
t x ??-=-=--=--=
=-???
?
-=-0
偶
,
即()x ?为奇函数.
若()00
=?T
dx x f ，则
()()()()()()()x dt t f x dt t f dt t f dt t f T x T
T x x
x T x ???=+=+==+??
??
++0
,
即)(x ?为周期为T 的周期函数.
例18 设)(x f 在),(+∞-∞内连续, ?-=x
dt t f x t x F 0
)()2()(. 证明:
(a) 如果)(x f 是偶函数, 则)(x F 也是偶函数;
(b) 如果)(x f 是单调减少函数, 则)(x F 也是单调减少函数.
积分上限函数小结
小结 积分上限函数（或变上限定积分）()()x a F x f t dt =?的自变量是上限变量x ， 在求导时，是关于x 求导，但在求积分时，则把x 看作常数，积分变量t 在积分区间],[x a 上变动。弄清上限变量和积分变量的区别是对积分限函数进行正确运算的前提。 1．关于积分上限函数的理论 定理1 如果)(x f 在],[b a 上可积，则?=x a dt t f x F )()(在],[ b a 上连续. 定理 2 如果)(x f 在],[b a 上连续，则?=x a dt t f x F )()(在],[b a 上可导，且 ).(])([)(x f dt t f dx d x F x a == '? 注：（Ⅰ）从以上两个定理可看出，对)(x f 作变上限积分后得到的函数，性质比原来的函数改进了一步：可积改进为连续；连续改进为可导。这是积分上限函数的良好性质。而我们知道，可导函数)(x f 经过求导后，其导函数 )(x f '甚至不一定是连续的。 （Ⅱ）定理（2）也称为原函数存在定理。它说明：连续函数必存在原函数，并通过定积分的形式给出了它的一个原函数。我们知道，求原函数是求导运算的逆运算，本质上是微分学的问题；而求定积分是求一个特定和式的极限，是积分学的问题。定理（2）把两者联系了起来，从而使微分学和积分学统一成为一个整体，有重要意义。 推论1 )(])([x f dt t f dx d b x -=? 推论2 )()]([])([) (x x f dt t f dx d x c ???'=? 推论3 )()]([)()]([])([) ()(x x f x x f dt t f dx d x x ??ψψψ?'-'=? 2．积分限函数的几种变式 （1） 比如 ?-=x dt t f t x x F 0)()()( (被积函数中含x , 但x 可提到积分号外面来.) 在求)(x F '时，先将右端化为????-=-x x x x dt t tf dt t f x dt t tf dt t xf 0 )()()()(的形 式，再对x 求导。 （2）比如 ?-=x dt x t tf x F 0)()(
积分上限函数的性质及其应用论文
湖北大学 题目：积分上限函数的性质及其应用 学院：数学与统计学院 年级：研一 专业方向：几何与方程 作者姓名：陈勇学号：2014111104000639 出生年月：1990年05月性别男 籍贯：湖南省汉寿县 指导老师：陈立 2015 年05月
目录 摘要.............................................................................................................II Abstract .........................................................................................................II 1引言 (1) 2积分上限函数的性质 (1) 2.1积分上限函数的初等性质 (1) 2.2 积分上限函数的分析性质 (1) 3积分上限函数的应用 (2) 3.1利用积分上限函数证明积分等式与不等式 (2) 3.2利用积分上限函数求幂级数的和函数 (2) 3.3利用积分上限函数求解函数方程 (3) 3.4利用积分上限函数确定全微分 (3) 3.5利用积分上限函数求解导数 (3) 3.6利用积分上限函数计算重积分 (4) 3.7利用积分上限函数证明中值定理 (4) 3.8利用积分上限函数求函数关系式 (5) 3.9利用积分上限函数证明方程根的存在性 (5) 4结束语 (5) 致谢语 (5) 参考文献 (6)
积分上限函数的性质及其应用 数学学院2014级2班陈勇 摘要：积分上限函数是微积分学中一类具有特殊形式的函数,对于积分上限函数的初等性质及分析性质的研究,能够深入了解其特性,并广泛用于解决一些微积分问题.本文例举了积分上限函数的若干应用,对初学者具有指导意义. 关键词：积分上限函数;初等性质;分析性质;应用 The Nature and Its Application of Integral Ceiling Function Class2, 2014,College of Mathematics ChenYong Abstract: Integral ceiling function is a class of the special form of function in calculus. In this paper, the primary nature of the integral ceiling function was discussed in-depth understanding to solve some problems in calculus. In the paper, Which have Integral upper limit function a number of applications. A guide for beginners. Key word: integral ceiling function; primary nature; analysis nature; applications
考研数学利用变限积分求导计算函数极限的方法
考研数学：利用变限积分求导计算函数极限的方法 在考研数学中，利用变限积分求导来计算定积分、函数极限和证明积分等式或不等式是常考的题型，事实上，变限积分是与微积分基本定理（牛顿-莱布尼茨公式）紧密联系在一起的，其重要性不言而喻。在上一篇文章中，文都考研数学辅导老师向大家介绍了利用变限积分求导来计算定积分的技巧，下面对利用变限积分求导来计算函数极限这类题的解题方法进行分析介绍，供各位考生参考，希望对大家有所裨益。 变限积分求导的基本公式： 公式1：若()f x 连续，则 ()()x a d f t dt f x dx =?； 公式2：若()f x 连续，12(),()x x ??可导，则21 () 2211()()(())()(())()x x d f t dt f x x f x x dx ??????''=-? 利用变限积分求导计算函数极限的基本方法： 1）如果函数是含变限积分的分式，可以考虑使用变限积分求导法计算极限； 2）通常是对 00型和∞ ∞ 型不定式积分使用，并结合洛必达法则使用； 3）如果被积函数中含参数x ，应该先将参数x 分离出来，提到积分号前面去。 例1. 求极限2 2 2lim x t x x te dt x e →∞ ? 解析：这是一个 ∞ ∞ 型不定式极限，可以运用洛必达法则，而分子是一个变上限积分函数，因此可如下计算：2 2 2 2 2 20 232lim lim 22x t x x x x x x te dt x e x x e xe x e →∞ →∞ ?==+?2 2 lim 11x x x →∞=+ 例2. 0 ()()(0)0,lim ()x x x tf x t dt f x f x f t dt →-≠??若连续，求 解析：这是一个 型不定式极限，可以运用洛必达法则，但分子中的被积函数含参数x ，需要先将x 分离出来，提到积分号外面去，这可以通过积分换元法实现，具体过程如下： 1.()()()()()()()x t u x x x x x tf x t dt x u f u du x t f t dt x f t dt -=-= --= -=-?? ? ? ?
积分上限的函数的性质及其应用(正文)
积分上限的函数的性质及其应用 数学教育专业学生：祝胜前 指导教师：张云 摘要：变限积分函数分为变上限和变下限积分函数两种，变下限积分函数可以转化为变上限积分函数。积分上限函数加强了微分和积分之间的联系，是定积分基本公式的理论基础。变限积分函数的性质主要由被积分函数的性质、积分上（下）限的结构来决定。我们对它进行初等性质及分析性质的研究，可深入了解其特性，并广泛用于解决一些微积分的问题。 关键词：积分上限函数，变限积分函数，导数，单调性，奇偶性 Abstract: The variation range integral function divides into changes the upper limit and changes the lower integral function two kinds, changes the lower integral function to be possible to transform for changes the upper integral function. The integral upper limit function strengthened between the differential and the integral relation, is the definite integral fundamental formula rationale.The variation range integral function nature mainly by the structure which by in the integral function nature, the integral (next) is limited decided. We carry on the primary nature and the Analysis nature archery target research to it, but thoroughly understood its characteristic, and widely uses in solving some fluxionary calculus problems. Keyword: Integral upper limit function, variation range integral function, derivative, monotony, odevity 0 问题的提出 变速直线运动中位置函数与速度函数的联系： 设某物体作直线运动，已知速度()v v t =是时间间隔12[,]T T 上t 的一个连续函数，且 ()0v t ≥，求物体在这段时间内所经过的路程.变速直线运动中路程为2 1()T T v t dt ?。另一方 面这段路程可表示为 21()()s T s T -。
考研高数重要知识点讲解：变限积分求导
凯程考研 历史悠久，专注考研，科学应试，严格管理，成就学员！ 考研高数重要知识点讲解：变限积分求 导 在考研复习的初期，打好基础是学好数学的关键。下面，考研高数重要知识点讲解之变限积分求导，希望能帮助到大家。 数学虽然属于理科科目，但是仍然有许多重要的知识点需要记忆和运用。特别为广大考生归纳一下高等数学的部分知识点。这次我们介绍的是变限积分求导。 变限积分求导是考研试卷中每年必考的内容，该知识点可以和高等数学中所有内容都可以结合起来考查综合题，重点是考查变限积分函数求导，其基本原理是如下三个公式： 在这三个公式中，被积函数中不含有参数x，而考试的时候经常被积函数中间含有参数x，处理的时候有两种情况，第一种情况是参数x和积分变量t是可以分离;第二种情况参数x 和积分变量t是没法分离的，用定积分的换元法来处理。
凯程考研 历史悠久，专注考研，科学应试，严格管理，成就学员！
凯程考研 历史悠久，专注考研，科学应试，严格管理，成就学员！ 凯程考研： 凯程考研成立于2005年，具有悠久的考研辅导历史，国内首家全日制集训机构考研，一直从事高端全日制辅导，由李海洋教授、张鑫教授、卢营教授、王洋教授、杨武金教授、张释然教授、索玉柱教授、方浩教授等一批高级考研教研队伍组成，为学员全程高质量授课、答疑、测试、督导、报考指导、方法指导、联系导师、复试等全方位的考研服务。 凯程考研的宗旨：让学习成为一种习惯； 凯程考研的价值观：凯旋归来，前程万里； 信念：让每个学员都有好最好的归宿； 使命：完善全新的教育模式，做中国最专业的考研辅导机构； 激情：永不言弃，乐观向上； 敬业：以专业的态度做非凡的事业； 服务：以学员的前途为已任，为学员提供高效、专业的服务，团队合作，为学员服务，为学员引路。 特别说明：凯程学员经验谈视频在凯程官方网站有公布，同学们和家长可以查看。扎扎实实的辅导，真真实实的案例，凯程考研的价值观：凯旋归来，前程万里。 如何选择考研辅导班： 在考研准备的过程中，会遇到不少困难，尤其对于跨专业考生的专业课来说，通过报辅导班来弥补自己复习的不足，可以大大提高复习效率，节省复习时间，大家可以通过以下几个方面来考察辅导班，或许能帮你找到适合你的辅导班。 师资力量：师资力量是考察辅导班的首要因素，考生可以针对辅导名师的辅导年限、辅导经验、历年辅导效果、学员评价等因素进行综合评价，询问往届学长然后选择。判断师资力量关键在于综合实力，因为任何一门课程，都不是由一、两个教师包到底的，是一批教师配合的结果。还要深入了解教师的学术背景、资料著述成就、辅导成就等。凯程考研名师云集，李海洋、张鑫教授、方浩教授、卢营教授、孙浩教授等一大批名师在凯程授课。而有的机构只是很普通的老师授课，对知识点把握和命题方向，欠缺火候。 对该专业有辅导历史：必须对该专业深刻理解，才能深入辅导学员考取该校。在考研辅导班中，从来见过如此辉煌的成绩：凯程教育拿下2015五道口金融学院状元，考取五道口15人，清华经管金融硕士10人，人大金融硕士15个，中财和贸大金融硕士合计20人，北师大教育学7人，会计硕士保录班考取30人，翻译硕士接近20人，中传状元王园璐、郑家威都是来自凯程，法学方面，凯程在人大、北大、贸大、政法、武汉大学、公安大学等院校斩获多个法学和法硕状元，更多专业成绩请查看凯程网站。在凯程官方网站的光荣榜，成功学员经验谈视频特别多，都是凯程战绩的最好证明。对于如此高的成绩，凯程集训营班主任邢
考研——积分上限的函数(变上限积分、变限积分)知识点全面总结
考研——积分上限的函数（变上限积分）知识点 ()()x a F x f t dt =? 形如上式的积分，叫做变限积分。 注意点： 1、在求导时，是关于x 求导，用课本上的求导公式直接计算。 2、在求积分时，则把x 看作常数，积分变量t 在积分区间],[x a 上变动。 （即在积分内的x 作为常数，可以提到积分之外。） 关于积分上限函数的理论 定理1如果)(x f 在],[b a 上连续，则)(x f 在（a ，b ）上可积，而)(x f 可积，则?=x a dt t f x F )()(在],[b a 上连续。 定理2如果)(x f 在],[b a 上有界，且只有有限个间断点，则)(x f 在（a ，b ）上可积。 定理3如果)(x f 在],[b a 上连续，则?=x a dt t f x F )()(在],[ b a 上可导，而且有 ).(])([)(x f dt t f dx d x F x a == '? ========================================== 注：（Ⅰ）从以上定理可看出，对)(x f 作变上限积分后得到的函数，性质比原来的函数改进了一步：可积改进为连续；连续改进为可导。这是积分上限函数的良好性质。而我们知道，可导函数)(x f 经过求导后，其导函数)(x f '甚至不一定是连续的。 （Ⅱ）定理（3）也称为原函数存在定理。它说明：连续函数必存在原函数，并通过定积分的形式给出了它的一个原函数。我们知道，求原函数是求导运算的逆运算，本质上是微分学的问题；而求定积分是求一个特定和式的极限，是积分学的问题。定理（3）把两者联系了起来，从而使微分学和积分学统一成为一个整体，有重要意义。
积分上限函数的应用
积分上限函数的应用 1 引言 在一元函数的微积分学中，由于证明原函数存在定理和微积分基本公式的需要，引入积分上限函数，从而揭示了不定积分与定积分，微分与积分的内在联系，解决了定分的计算问题. 积分上限函数，即变上限的定积分，这是一类新的函数.即具有与普遍函数相关的特征，又由于它的上限是变化的.因而有具有与许多与积分有关的特殊性质.我们利用积分上限函数可以简化计算和证明，下面举例说明积分上限函数在解题或证明中的应用. 2 一元函数的积分上限函数 2.1 一元函数的积分上限函数的定义 定义1 [4] 对于某区间[],a b 上连续的函数()f x 设x 为 [],a b 上的任一点，变上限的定积分()x a f t dt ?，显然存在，当x 在[],a b 上任意变动时，对于每 一个取定的x 的值，()x a f t dt ?就有一个对应的值，这样就在[],a b 上定义了 一个新的函数——积分上限函数.一般记作()x θ=()x a f t dt ?()a x b ≤≤. 这个概念是一个较抽象的概念，我们可以结合几何解释。()x Φ表示一个以()f x 为曲边的曲边梯形的面积，当x 给一个确定的值，()x Φ有一个确定的值，所以又称()x Φ()x a f t dt =?为面积函数. 2.2 一元积分上限函数的应用 2.2.1 积分上限函数在证明不等式中的应用 对于有些含有定积分的不等式的证明，往往可以把积分上限变量看作参
数而构造辅助函数，在通过求导确定函数的单调性的方法加以证明. 例1 设函数()f x 在[]0,1上连续且单调递减，证明：对任意的()0,1a ∈，均有()()1 00a f x dx a f x dx >??. 证明：构造函数()()01x F x f t dt x =?()01x <≤ 则()()()()()()02x f x x f t dt f x x f x f x f F x x x ξξ--?-'= ==?()0x ξ<<. 因为()f x 在[]0,1上单调递减，所以当0x ξ<<时，()()f f x ξ>，从而当 01x <≤时，()0F x '<故()F x 在(]0,1单调递减，于是对任意的()0,1a ∈，有 ()()1F a F >，即 ()()1001a f x dx f x dx a >??，即()()100a f x dx a f x dx >??.成立 2.2.2 积分上限函数在证明积分等式中的应用 当积分等式中的定积分的上限（或下限）为字母时，可将它视为其变量，构造一个积分上限函数，通过证明积分上限函数的导数为零，即可推出要证的等式成立. 例2 设()f x 是连续函数，证明()()()2 3 2 0012 a a f x x f x dx xf x dx =??. 证明：构造函数()()()()232 0012 a a F a f x x f x dx xf x dx =-??. 由积分上限函数的导数定理及复合函数的求导法则得 ()()()3221 222 F a a f a a a f a a '=?-?. 因为()0F a '=，所以()F a c =，又因为()00F =，所以()0F a =， 故原等式成立. 2.2.3 积分上限函数在证明积分中值定理中的应用 例3 （积分中值定理[1]）若()f x 和()g x 在[],a b 内连续，且()g x 不变号， 则存在(),a b ξ∈使()()()()b b a a f x g x dx f g x dx ξ=??. 证明： 作()F x ()()b a f x g x dx =?()x a g x dx ? ()b a g x dx -?()()x a f x g t dt ?， 则()F x 在
变上限定积分函数及其导数教案
高等数学教案 变上限定积分函数及其导数 教学内容：变上限定积分函数及其导数。 知识目标：使学生掌握变上限定积分函数的定义； 使学生了解原函数存在定理的证明； 使学生会熟练运用原函数存在定理求导数。 情感目标：通过原函数存在定理体会积分和微分之间的联系。 教学重点：通过对变上限定积分的掌握和原函数存在定理的结论会求 变上限定积分函数的导数。 教学难点：原函数存在定理的证明。 教学设计：对高职生来说，原函数存在定理的证明过程是本节课的难点，所以采用提前给出储备知识减弱学生负担，同时又辅以数形结合 来形象展示。对变上限积分函数的导数采用讲练结合来强化重点。 教学方法：讲练结合+任务驱动 教学过程： 一课程导入 在前面我们通过两个实例曲边梯形的面积和变速直线运动的路程引入了定积分的概念。求定积分的过程实际上是求和式的极限一般来说，根据定义求定积分计算是很复杂的，所以，必须寻求一种简单而有效的方法。牛顿-莱布尼兹在创建微积分时，就发现定积分和不定积分有密切的联系。我们第二讲要讲的牛顿-莱布尼兹公式，从而把求定积分的问题转化为求不定积分（既原函数）的问题，为人们计算定积分提供了简便的方法。本节课所要讲的原函数存在定理，在微分
和积分之间建立了关系，牛顿和莱布尼兹利用这种关系用来计算计算定积分，得出了著名的牛顿-莱布尼兹公式。 二 储备知识 引导学生复习下面一些知识点，为后面的知识做准备。 1 原函数：若)()(x f x =Φ'，则)(x Φ是)(x f 的一个原函数。 2 可导的概念：若x x f x ??→?)(lim 0存在 ，则)(x f 可导。 3 复合函数求导：)()())(((x u u f x u f dx d '?'= 4 定积分的积分区间可加性：dx x f dx x f dx x f b c b ???+=c a a )()()(。 5 定积分积分中值定理 ：)())(()(b a a b f dx x f b a ≤≤-=?ξξ。 三 给出课堂任务目标 给出本节课的任务目标，以便让学生明白本节课的主要任务。 本堂课主要有三个任务目标 ：1 掌握变上限积分函数的概念； 2 了解原函数存在定理的证明； 3 会熟练运用原函数存在定理求导数。 四 课程内容 1变上限定积分函数的概念 设)(x f 在],[b a 上连续，],[b a x ∈，则)(x f 在],[x a ，即定积分?x a dx x f )(存在，这样很容易混淆，又定积分的值与积分变量无关，我们把积分变量换成t,即得?x a dt f )t (。若固定积分下限a ，则对任意一个],[ b a x ∈，定积分?x a dt f )t (都有唯一的值与x 对应，所以?x a dt f )t (是上限变量x 的函数，称它为变上限定积分函数， 记作?=Φx a dt f x )t ()(。 从定积分的几何意义来解释变上限积分是x 的函数。
变限积分确定的函数的性质及其应用
变限积分确定的函数的性质及应用 摘要 由变限定积分和变限反常积分定义的一类函数，有重要的理论价值和应用价值。本文给出了变限积分的定义及其性质，主要讨论变限积分的求导问题以及奇偶性周期性等方面问题，较系统地讨论了这类函数的性质,得到若干结果，并简要介绍了它们的几点应用。 关键词：变限积分；函数；可积；连续；收敛。
ABSTRACT Limited by the variable and variable limit integral improper integral defined a class of functions, there are important theoretical and practical value. In this paper, changing the definition and nature of limit points, discuss the derivation of integral limits change issues and other aspects of the periodic parity, more systematic discussion of the nature of such functions, by a number of results, and a brief introduction Some of their applications. Key word: variable limit integral, function, integral, continuity, convergence.
3变限积分函数的性质及其应用
404 §3 变限积分函数的性质及其应用 由于定积分概念是利用极限工具给出的，所以利用定积分的定义计算定积分是十分困难的，有时甚至是不可能的。为了让定积分概念能得到实际应用，必须寻找简便有效的计算定积分的方法，那么我们必须探求定积分更加深刻的性质。本节将介绍两个重要的定理，通过沟通定积分与不定积分的关系，给出了一个解决定积分计算问题的有效途径。 3.1 变限积分 定积分有一个十分特殊而重要的性质，它对进一步考察微分和积分的关系起十分关键的作用。但需要先介绍一个概念： 注 由于 ?? -=x b b x dt t f dt t f )()(，因此，只要讨论变上限函数即可。 证 利用连续函数的定义及定积分的性质即可证得。 对[a ，b ]上的任一点x ，只要[],x x a b +?∈，按照Φ的定义有 ()()x x x a a x x x fdt f dt +??Φ=Φ+?-Φ=- ? ? 。 又函数 ) (x f 在[a ， b ]上可积，则 ) (x f 在[a ， b ]上有界，即存在正数M ，对 一切[],x a b ∈有()f x M ≤。又当0x ?≥时有 x x x x x x x x x f d t f d t M d t M x +?+?+??Φ=≤≤=?? ? ? 。
405 又不难验证，当0x ?<时，上述不等式M x ?Φ≤?仍然成立。从而有 lim 0x ?→?Φ=。这就证得Φ在[],a b 上的连续性。 3.2 微积分学基本定理 1 变限积分的可微性 ——微积分学基本定理 当函数得可积性问题获得解决后，接着是要找到一种计算定积分得有效方法。下面将通过揭示定积分与不定积分之间的内在联系来完成这一任务。下面的两个定理，由于所起的重要作用而被称为微积分学基本原理。 证 ],[b a x ∈?，任取0≠?x ，且],[b a x x ∈?+，则 ? ? - = Φ-?+Φ=?Φ?+x a x x a t d t f t d t f x x x )()()()( ? ? ? ? ?+?+= - + = x x x x a x x x x a t d t f t d t f t d t f t d t f )()()()(， 由积分中值定理知，存在ξ 介于x 与x +?x 之间，使得 x f ?=?Φ)(ξ， 由于x x →?→?ξ0，再由导数定义及) (x f 的连续性知 )()(l i m )(l i m l i m )(00x f f f x x x x x ===??Φ =Φ'→→?→?ξξξ。 注 (1) 当],[b a C f ∈时， ? = Φx a dt t f x )()(可导且在点∈x ] , [b a 的导数 恰为被积函数在上限的值。 亦即 )(x Φ是)(x f 的一个原函数。即连续函数必有原函数，因此定理1又称原函数存在定理。 (2) 变上限函数与分段函数有点类似，是一个难点，从而也是一个考试的热点，它常与极限、求导、最值等知识结合出现形成综合性的题目，应与重视。我们将这里拓宽一下。 若)(x ?可导，则)(x ?与变上限函数)(x Φ构成了复合函数?) ()(x a t d t f ?，由复 合函数求导法则知
变上限积分求导
变上限定积分求导法则： 例如：原函数存在定理：()( )()0x f t dt f x ' =? 如果该函数()f t 再添一个变量x ，那么公式就变为 ()() ()()0 x x xf t dt f t dt xf x '=+? ? 相当于：x 是一个常数，提取在变上限定积分()0x f t dt ?的前面。 举例：（2008年高职升本试卷） 若()f x 在(),-∞+∞内连续，()()()02x F x x t f t dt =-? 证明：（1）若()f x 为奇函数，则()F x 为奇函数。 （2）若()f x 非增，则()F x 非减。 证明：（1）若()f x 为奇函数，则证明()()F x F x -+=0即可。 ()()()()002x x F x x t f t dt xf t dt ''????'=-=-??????????()02x tf t dt '?????? ? =()()()()()002x x f t dt xf x xf x f t dt xf x +-=-?? ()()()()00 2()x x F x x t f t dt x f t dt --''????'-=--=--????? ?????()02x tf t dt -'??????? =()()()()()0 ()(1)2()(1)x x f t dt x f x x f x f t dt xf x ---+-------=---?? 故：()()()()()()00 x x F x F x f t dt xf x f t dt xf x -''+-=----?? ()()()0 0 0x x x x f t dt f t dt f t dt --=+==??? 由拉格朗日定理，可知：()() F x F x C ''+-≡（C 为常数） 当0x =时代入，可得：()()F x F x -+=0。 （2）若()f x 非增，则证明()0F x '>。 由()F x '= ()()0 x f t dt xf x -?
关于积分上限函数的小结.doc
关于积分上限函数 积分上限函数(或变上限定积分)F(x)= 的自变量是上限变量兀， Ja 在求导时，是关于兀求导，但在求积分时，则把兀看作常数，积分变量r在积分区间上变动。弄清上限变量和积分变量的区别是对积分限函数进行正确运算的前提。 1.关于积分上限函数的理论 定理1如果/(X)在［。,饲上可积，则F(X)= ( 在［a,h］上连续. 定理2如果/⑴在［a.b］±连续，则F(x)=［f(t)dt在⑷切上可导，且r(x) = ￡［f/(r)t/z］= /(%). 注：(I)从以上两个定理可看出，对门力作变上限积分后得到的函数，性质比原来的函数改进了一步：可积改进为连续；连续改进为可导。这是积分上限函数的良好性质。而我们知道，可导函数/(兀)经过求导后，其导函数广(兀)甚至不一定是连续的。 (n)定理(2)也称为原函数存在定理。它说明：连续函数必存在原函数，并通过定积分的形式给出了它的一个原函数。我们知道，求原函数是求导运算的逆运算，本质上是微分学的问题；而求定积分是求一个特定和式的极限，是积分学的问题。定理(2)把两者联系了起来，从而使微分学和积分学统一成为一个整体，有重要意义。 推论1 = -/(%) 推论2 f I=川0⑴］0(0 dx 4 推论3 ⑴如=⑴］0⑴一/"⑴］0(兀)
2.积分限函数的几种变式 (1)比如F(x) = ^(x-t)f(t)dt (被积函数中含X,但X可提到积分号外面来.) 在求”(兀)时，先将右端化为f xf^dt -［=⑴刃的形式，再对尢求导。 (2)比如F(x)= ^tf(t-x)dt (f的自变量中含X,可通过变量代换将X置换到f的外面来) 在求F(力时，先对右端的定积分做变量代换u=t-x(把兀看作常数)，此时, dt = du , / = 0时，w = -x ; t = x时，w = 0 ,这样，FO)就化成了以”作为积分变量的积分下限函数：F(x) = f (x + u)f(u)du = x f(u)du + uf(u)du ,然后再对x求导。 J-x J-x 丄JV (3)比如F(x) = ^f(xt)dt (这是含参数x的定积分，可通过变量代换将x变换到积分限的位置上去) 在求F(力时，先对右端的定积分做变量代换u = xt(把兀看作常数)，此时, dt = —y t = 0时,w = 0 ; t = 1时,u = x ,于是，F(x)就化成了以“作为积 x 分变量的积分上限函数：F(兀) = ￡(/(u)du ,然后再对x求导。 3.有积分限函数参与的题型举例 (1)极限问题： .2 3 f sin 2 tdt 例1 lini ------------------ (答：12) ' >0 ￡ t(t - sin t)dt
关于积分上限函数的小结
关于积分上限函数 积分上限函数（或变上限定积分）()()x a F x f t dt =?的自变量是上限变量x ， 在求导时，是关于x 求导，但在求积分时，则把x 看作常数，积分变量t 在积分区间],[x a 上变动。弄清上限变量和积分变量的区别是对积分限函数进行正确运算的前提。 1． 关于积分上限函数的理论 定理1 如果)(x f 在],[b a 上可积，则?=x a dt t f x F )()(在],[ b a 上连续. 定理2 如果)(x f 在],[b a 上连续，则?=x a dt t f x F )()(在],[b a 上可导，且 ).(])([)(x f dt t f dx d x F x a == '? 注：（Ⅰ）从以上两个定理可看出，对)(x f 作变上限积分后得到的函数，性质比原来的函数改进了一步：可积改进为连续；连续改进为可导。这是积分上限函数的良好性质。而我们知道，可导函数)(x f 经过求导后，其导函数 )(x f '甚至不一定是连续的。 （Ⅱ）定理（2）也称为原函数存在定理。它说明：连续函数必存在原函数，并通过定积分的形式给出了它的一个原函数。我们知道，求原函数是求导运算的逆运算，本质上是微分学的问题；而求定积分是求一个特定和式的极限，是积分学的问题。定理（2）把两者联系了起来，从而使微分学和积分学统一成为一个整体，有重要意义。 推论1 )(])([x f dt t f dx d b x -=? 推论2 )()]([])([) (x x f dt t f dx d x c ???'=?
推论3 )()]([)()]([])([) ()(x x f x x f dt t f dx d x x ??ψψψ?'-'=? 2． 积分限函数的几种变式 （1） 比如 ?-=x dt t f t x x F 0)()()( (被积函数中含x , 但x 可提到积分号外面来.) 在求)(x F '时，先将右端化为????-=-x x x x dt t tf dt t f x dt t tf dt t xf 0 )()()()(的形 式，再对x 求导。 （2）比如 ?-=x dt x t tf x F 0)()( ( f 的自变量中含x , 可通过变量代换将x 置换到f 的外面来) 在求)(x F '时，先对右端的定积分做变量代换x t u -=（把x 看作常数），此时， du dt =，0=t 时，x u -=；x t =时，0=u ，这样，)(x F 就化成了以u 作为 积分变量的积分下限函数： ???---+=+=0 00)()()()()(x x x du u uf du u f x du u f u x x F ，然后再对x 求导。 ( 3 ) 比如 ?=1 )()(dt xt f x F (这是含参数x 的定积分, 可通过变量代换将x 变换到积分限的位置上去) 在求)(x F '时，先对右端的定积分做变量代换xt u =（把x 看作常数），此时， x du dt = ，0=t 时，0=u ；1=t 时，x u =，于是，)(x F 就化成了以u 作为积分变量的积分上限函数：?=x du u f x x F 0)(1)(，然后再对x 求导。 3． 有积分限函数参与的题型举例 （1） 极限问题： 例1 ?? -→x x x dt t t t tdt 2 3 )sin (sin lim 2 （答：12）
C语言求解积分函数
#include
{ while('\n' != getchar()){} printf("输入无效！请重新输入积分下限："); } if(lower_limit>upper_limit) { printf("输入无效,积分上限不能小于积分下限！请重新输入\n"); read(); } } //计算dt void setDt() { dt=(1.0*(upper_limit-lower_limit))/part_number; } //计算(1/（1+50t^2）)*dt double accurate(double t) { double temp=(1.0/(1+50*t*t))*dt; return temp; } //调用accurate函数计算在积分区间上的最后结果 double integrates() { double sum=0.0;//积分结果 //根据分割段数进行相应轮次accurate运算，并且将每次计算结果相加 int index=0; for(;index 关于积分上限函数的性质和应用 论文作者： 指导老师： 专业：信息与计算科学 本科专科：本科 年级：2011级 提交日期：2012年5月31 日 目录 一、上限函数的定义与性质 (5) 二、积分上限函数的应用 (7) 2.1 积分上限函数在单调性的应用 (7) 2.2 证明方程根的应用 (8) 2.3 积分上限函数在证明不等式题中的应用 (9) 2.4 积分上限函数在证明恒等式题中的应用 (10) 2.5在求导中的应用 (11) 2.6在极值中的应用 (12) 2.7在求原函数中的应用 (14) 2.8求解函数方程 (14) 2.9证明积分中值定理 (15) 2.10上限函数在重积分上的应用 (16) 2.11上限函数在函数关系中的应用 (16) 结束语 (17) 致谢 (17) 参考文献 (17) 摘要：积分上限函数是积分学中一类具有特殊形式的函数，对积分上限函数的性质进行研 究，并用于解决一些微积分问题，还得到了比较好的结论。本文利用积分上限函数的性质讨论一些特殊函数的求导数、求极限、求单调性、求解函数方程、在函数关系上的应用、在连续性方面的应用、证明方程根的应用、在计算重积分上的应用、证明不等式、证明中值定理。 关键词：积分上限函数；性质；积分 一、上限函数的定义与性质 设函数f （x ）在区间[a,b]连续，则f （x ）在[a,b]上可积，对任意的x ∈[a,b]，则 ? x a dt t f )(存在，即这个积分是上限x 的函数。由于积分与变元素采用的记号无关，这个积分也常记作 ? x a dx x f )(。将这个函数记作Φ(x)=?x a dt t f )(。 定理1 、若函数()f x 在区间[],a b 连续，则积分上限函数 ()()x a x f t dt Φ=? 在[],a b 有连续的导数，且()()x f x 'Φ=， 即积分上限函数()x Φ是被积函数()f x 的一个原函数。 证明：设[],x a b ?∈，取x ?，使[],x x a b ?+∈则有 ()()()()()x x x x x a a x x x x f t dt f t dt f t dt +?+??Φ=Φ?+-Φ=-=? ?? 已知函数()f x 在闭区间连续，则由积分中值定理，至少存在一点c ,使 ()b a f t dt ?=()()f c b a - 取(),c x x a b θ=+?∈，（01θ<<） 则()()()x x x f x x x θ?Φ=Φ?+-Φ=+??，或()() ()x x x f x x x θΦ?+-Φ=+?? 又由函数()f x 在[],a b 的连续性，有 专题3——()()()()x x a a f x g t dt f x g t dt =?? 这里的标题就是一个公式： ()()()()x x a a f x g t dt f x g t dt =? ?，这个公式为什么成立？专题2中出现 过 ()x x f x dx ? ，参照标题公式，为什么不把它化为0 ()()x x x x f x dx f x dx =??？这一切问题困扰着你幼 小的心灵。 解决这些问题的关键是找准积分变量！什么是积分变量？微分符号d 后面的变量就是积分变量，dt ——t 就是积分变量，dx ——x 就是积分变量，du ——u 就是积分变量。 积分区间和积分变量是什么关系？积分区间就是积分变量的取值区间！ 在清楚了以上基本的知识后，再回过头来理解标题公式 ()()()()x x a a f x g t dt f x g t dt =? ?，明显，这 里的积分变量就是t ，不是x ，那么积分区间[,]a x （x a >）就是t 的变动范围。假如函数()g t 的 原函数为()G t ，即()()G t g t '=，那么()()f x G t 对t 求导，有[()()]()()f x G t f x g t '=，那么， ()()[()()][()()]|()()()()x x x a a a f x g t dt f x G t dt f x G t f x G x f x G a '===-? ?，而 ()()()()()()|()[()()]()()()()x x x a a a f x g t dt f x G t dt f x G t f x G x G a f x G x f x G a '==?=?-=-??， 故 ()()()()x x a a f x g t dt f x g t dt =? ?。所以说公式中()f x 就相当于定积分不定积分中的常数K ，当然 可以提到积分外面去。关于积分上限函数的性质和应用
专题3——关于变上限积分(函数)的一个重要规则