定义陈述
设 在 上 Riemann 可积(ANL-DEF-026)。 的变上限积分函数定义为
类似地,变下限积分函数:
由 ANL-DEF-026 区间可加性约定,、;且 (常数)。
一般化:变上下限积分
设 ,定义
当 可导时, 的导数由 ANL-THM-031 与 ANL-THM-018 链式法则给出:
关键性质(详见 ANL-THM-031)
设 在 上 Riemann 可积。则
- 在 上连续(实际上 Lipschitz 连续,常数 )
- 在 的连续点 处, 可导且
- 若 在 上处处连续, 是 的一个原函数(ANL-DEF-028)
证明见 ANL-THM-031。
直觉理解
把”积分”视为一种”操作”,把""作为输入,""作为输出(一个新函数,下标 = 积分上限)。
几何:固定起点 、变化终点 , = 从 到 的曲线下方面积。 当 增大,新增面积 (小矩形)——这就是 的几何来源。
与相近概念的区别
| 概念 | 关键差别 |
|---|---|
| 定积分 | 一个数 |
| 变限积分 | 一个函数(参数 是积分上限) |
| 不定积分 | 一个函数族(ANL-DEF-028) |
| 原函数 | 满足 的具体函数(不唯一) |
三者通过 ANL-THM-032 N-L 公式联系:连续 的原函数 = 任意常数偏移的变限积分函数。 即 (在区间上)。
链接
- 前置:ANL-DEF-026 Riemann 可积
- 性质:ANL-THM-031 变限积分的连续性与可微性
- 与原函数:ANL-DEF-028 原函数(连续 的原函数 = 变限积分 + )
- 计算桥梁:ANL-THM-032 Newton-Leibniz 公式