积分中值定理(求积分中值定理的证明)

积分中值定理的定理内容

积分中值定理:f(x)在a到b上的积分等于(a-b)f(c),其中c满足a<c<b。

如果函数f(x)在积分区间[a,b]上连续,则在[a,b]上至少存在一个点ξ,使下式成立

其中(a≤ξ≤b)。

扩展资料:

中值定理的主要作用在于理论分析和证明;同时由柯西中值定理还可导出一个求极限的洛必达法则。

中值定理的应用主要是以中值定理为基础,应用导数判断函数上升,下降,取极值,凹形,凸形和拐点等项的重要性态。从而能把握住函数图象的各种几何特征。在极值问题上也有重要的实际应用。

参考资料:

百度百科-中值定理

积分中值定理

推广的积分中值定理是什么?

积分中值定理,是一种数学定律。分为积分第一中值定理和积分第二中值定理,它们各包含两个公式。其中,积分第二中值定理还包含三个常用的推论。

积分第一中值定理:若f在[a,b]上连续,则至少存在一点c属于[a,b],使得在[a,b]上的积分值等于f(c)(b-a)。

推广:若f与g都在[a,b]上连续,且g在[a,b]上不变号,则至少存在一点c属于[a,b],使得f乘以g在[a,b]上的积分等于f(c)乘以g在[a,b]上的积分。

积分第二中值定理:设函数f在[a,b]上可积,若函数g在[a,b]上递减,且g大于等于0,则存在一点c属于[a,b],使得(f乘以g)在[a,b]上的积分等于g(a)乘以(f在[a,c]上的积分)。

求积分中值定理的证明

这个定理的推导比较复杂,牵扯到积分上限函数:Φ(x) = ∫f(t)dt(上限为自变量x,下限为常数a)。以下用∫f(x)dx表示从a到b的定积分。

首先需要证明,若函数f(x)在[a,b]内可积分,则Φ(x)在此区间内为一连续函数。

证明:给x一任意增量Δx,当x+Δx在区间[a,b]内时,可以得到

Φ(x+Δx) = ∫f(t)dt = ∫f(t)dt + ∫f(t)dt

= Φ(x) + ∫f(t)dt

Φ(x+Δx) - Φ(x) = ∫f(t)dt

应用积分中值定理,可以得到

Φ(x+Δx) - Φ(x) = μΔx

其中m<=μ0 时,Φ(x+Δx) - Φ(x)->0,即

lim Φ(x+Δx) - Φ(x) = 0(当Δx->0)

因此Φ(x)为连续函数

其次要证明:如果函数f(t)在t=x处连续,则Φ(x)在此点有导数,为

Φ'(x) = f(x)

证明:由以上结论可以得到,对于任意的ε>0,总存在一个δ>0,使|Δx|<δ时,对于一切的t属于[x,x+Δx],|f(t)-f(x)|<ε恒成立(根据函数连续的ε-δ定义得到),得

f(x)-ε<f(t)<f(x)+ε

由于t属于[x,x+Δx],因此m<=f(t)<=M(m、M的意义同上),由于f(x)-ε<f(t)& amp;lt;f(x)+ε当t属于[x,x+Δx]时恒成立,因此得到

f(x)-ε<=m<=M<=f(x)+ε

由于m<=μ<=M(μ的意义同上),可以得到

f(x)-ε<=μ<=f(x)+ε

即|μ-f(x)|<=ε

由于Φ(x+Δx) - Φ(x) = μΔx,可以得到,当Δx->0时,

Φ'(x) = lim [Φ(x+Δx) - Φ(x)]/Δx = lim μ = f(x)

命题得证。

由以上可得,Φ(x)就是f(x)的一个原函数。设F(x)为f(x)的任意一个原函数,得到

Φ(x)=F(x)+C

当x=a时,Φ(a)=0(由定义可以得到),此时

Φ(a)=0=F(a)+C

即C=-F(a)

Φ(x)=F(x)-F(a)

则当x=b时,Φ(b)=∫f(x)dx,得到

Φ(b)=∫f(x)dx = F(b)-F(a)

至此命题得证。

你可以查一下参考书 那里更加详细望采纳 谢谢 有任何不懂 请加好友 一一解答

积分中值定理

积分中值定理的几何意义是什么?

意义就是:区间[a,b]上定义的被积函数y=f(x)的图像与Ox轴以及x=a和x=b所围成的曲边梯形的面积等于直线y=f(x_0),Ox轴以及x=a和x=b所围成的矩形的面积。

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