微積分基本定理也稱為牛頓-萊布尼茲公式(Newton-Leibniz formula),把一個函數(shù)的導數(shù)與其積分聯(lián)系到了一起。
這個定理可以表述為兩個部分。
第一部分:導數(shù)與定積分互為逆運算
第二部分:用反導數(shù)計算定積分
對于圖為曲線的連續(xù)函數(shù)y=f(x),x的每個值都有一個對應(yīng)的面積函數(shù)A(x),表示曲線下面0到x之間的面積。
在x和x+h之間的曲線下面積可以通過找到0和x+h之間的面積,然后減去0和x之間的面積來計算,換句話說,這個“紅色帶”的面積將是A(x+h)-A(x)。
還有另一種方法來估計同一條“紅色帶”的面積。如上圖所示,h*f(x)是矩形的面積,該矩形的面積與此條“紅色帶”的大小大致相同:
如果加上右上角紅色曲線三角部分Excess,則可以準確表述為:
推導出:
h|f(x+h)-f(x)|為右上角小長方形的面積。|Red Excess|<>
也就是:
當h→0上,上式右值→0,相應(yīng)的左值→0。所以有
也就是f(x) = A′(x)
3.1 準備知識
3.1.1 介值定理
介值定理,又名中間值定理,是閉區(qū)間上連續(xù)函數(shù)的性質(zhì)之一。在數(shù)學分析中,介值定理表明,如果定義域為[a,b]的連續(xù)函數(shù)f,那么在區(qū)間內(nèi)的某個點,它可以在f(a)和f(b)之間取任何值,也就是說,介值定理是在連續(xù)函數(shù)的一個區(qū)間內(nèi)的函數(shù)值肯定介于最大值和最小值之間。
3.1.2 積分估值定理
3.1.3 積分中值定理
積分中值定理的幾何解釋:
3.2 公式推導導數(shù)與定積分互為逆運算
推導微積分基本定理的第二部分:
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