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定积分-性质

发表: 5/20/2026 更新: 5/26/2026 字数: 0 字 时长: 0 分钟

基本性质

1.规定

(1) abf(x)dx=abf(t)dt
(2) abf(x)dx=baf(x)dx, :aaf(x)dx=0,bbf(x)dx=0

注意

对于不定积分:x2dxt2dt
但对于定积分:abx2dx=abt2dt
我们可以得出结论:定积分由上下限与被积函数关系决定(因为定积分是一个确定的数值,而不定积分是一族函数,自变量不同,函数就不同).

2.线性性质

(1) ab[f(x)+g(x)]dx=abf(x)dx+abg(x)dx
(2) abkf(x)dx=kabf(x)dx,k 

3.常数积分性质

abkdx=k(ba),k ab1dx=ba

4.区间可加性

abf(x)dx=acf(x)dx+cbf(x)dx

注意

不要求 a<c<b,只要积分存在就可以使用.

5.比较定理

  若在区间 [a,b] 上恒有 f(x)g(x), 则有

abf(x)dxabg(x)dx;

  若 f(x),|f(x)|[a,b] 上可积,则有

|abf(x)dx|ab|f(x)|dx;

特例

f(x)0,x[a,b]abf(x)dx0

6.估值定理

  设 M,m 为函数 f(x) 在区间 [a,b] 上的最大值和最小值,则有

m(ba)abf(x)dxM(ba);

积分中值定理

7.积分中值定理

  设函数 f(x) 在区间 [a,b] 上连续,则至少存在一点 ζ[a,b], 使得

abf(x)dx=f(ζ)(ba).证:

f(x)c[a,b] mM.使mf(x)Mabmdxabf(x)dxabMdxm(ba)abf(x)dxM(ba)mabf(x)dxbaM ζ[a,b],使 f(ζ)=abf(x)dxba ()abf(x)dx=f(ζ)(ba),ζ[a,b]

特殊性质

  1. f(x)c[a,a],
aaf(x)dx=0a[f(x)+f(x)]dxIff :aaf(x)dx=0;
Iff :aaf(x)dx=20af(x)dx.

Notes:

a0f(x)dx=x=t0af(x)dx
aa+bf(x)dx=x=t+a0bf(x+a)dx
abf(x)dx=x+t=a+babf(a+bx)dx
abf(x)dx=x=a+(ba)t(ba)01f(a+(ba)x)dx

  1. f(x)=c[0,1].
    (1)
0π2f(sinx)dx=0π2f(cosx)dx

根据 1.③ 即可得证

⭐特别地

0π2sinnxdx=0π2cosnxdxIn(){In=n1nIn2I0=π2,I1=1.

(2)

0πf(sinx)dx=20π2f(sinx)dx0π2f(sinx)dx=π2πf(sinx)dx

根据 1.② 和 2.(1) 即可得证

0πf(|cosx|)dx=20π2f(cosx)dx0πf(cos2nx)dx=20π2f(cos2nx)dx

(3)

0πxf(sinx)dx=π20πf(sinx)dx

根据 1.③ 即可得证

1. I=01dxx+1x2

I=01dxx+1x2=x=sint0π2costsint+costdt=0π2cosxsinx+cosxdxI=0π2cosxsinx+cosxdx=0π2cosx1cos2x+cosxdx=0π2sinx1sin2x+sinxdx=0π2sinxcosx+sinxdx2I=0π2cosxsinx+cosxdx+0π2sinxcosx+sinxdx=0π21dx=π2I=π4

2. I=ππsin2x1+exdx.

I=0π(sin2x1+ex+sin2x1+ex)dx=0π(11+ex+11+ex)sin2xdx=0πsin2xdx=20π2sin2xdx=2I2=212π2=π2

  1. f(x) 连续且以 T>0 为周期,a 为常数,则
(平移性质)aa+Tf(x)dx=0Tf(x)dx0nTf(x)dx=n0Tf(x)dx (nN)

aa+Tf(x)dx=a0f(x)dx+0Tf(x)dx+Ta+Tf(x)dx=a0f(x)dx+0Tf(x)dx+0af(x+T)dx=0Tf(x)dx
0nTf(x)dx=0Tf(x)dx+T2Tf(x)dx++(n1)TnTf(x)dx=k=1n(k1)T(k1)T+Tf(x)dx=k=1n0Tf(x)dx=n0Tf(x)dx

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