04-2-微积分第一基本定理


微积分第一基本定理

微积分基本定理(FTC 1)

如果 连续,且 ,则

符号表示: $ F(x)|{a}^{b}=F(x)|{x=a}^{x=b}=F(b)-F(a) $

例 1: , ;

例 2: 的一个波峰下的面积(见图 1。)

图 1: $ f(x)=\sin x $ 在 $ 0\le x\le\pi $ 上的图像。

例 3:

FTC 的直观解释:

是位置; 是速度或变化率。

  • 右边 从时间 到时间 所移动的距离(两个里程表读数之间的差)。
  • 左边 代表速度计读数。

近似于在时间 内行驶距离的总和。

如果 在第 个区间上接近 ,则上述近似是准确的。

如果 改变符号,则将 解释为里程表读数不再有效。

想象一次往返行程,。此时,正速度和负速度 相互抵消,而里程表将测量总距离,而不是净距离。

例 4:

该积分表示曲线下、 轴上方区域的面积总和减去 轴下方区域的面积。(见图 2。)

图 2: $ f(x)=\sin x $ 在 $ 0\le x\le2\pi $ 上的图像。

积分具有重要的可加性(见图 3。)

图 3: 积分可加性的图示

新定义:

使用此定义是为了使基本定理成立,无论 还是 。它也使得可加性对于任意顺序的 都成立,而不仅仅是图 3 中所示的顺序。

估计:

如果

例 5: 的估计

因为 对于 成立,

因此 ,或

例 6: 我们之前证明了 。由此可得

因此,,或

变量替换:

如果 ,则我们记

对于定积分:

例 7:

。则


文章作者: Gustavo
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