张瑞
中国科学技术大学数学科学学院
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[习题] 在上可积,且有原函数, 则
在上可积,在内有原函数,且存在,则
例 1. [习题]
解. 由Newton-Leibniz公式
例 2.
例 3.
14.
注意在上不是原函数
所以是的间断点,不连续,显然不可导。
在上连续
15.
先求原函数。令,则
注意到
定理 1. (换元)
设在上连续,满足
则有
证: 在上连续,则在上可积,且有原函数,即
由连续,则在上连续,可积,有原函数。
由
可知,是在上的一个原函数
换元法的条件中,这个条件可以放宽。
例 4.
解. (看看问题出在哪里?) 取,有
中,令。注意:
因此,
例 5. 比较积分的大小
,
例 6. 判定积分的符号
例 7. 判定积分的符号
例 8. [习题] 以为周期的连续函数,则
1. ,
2.
3.
4.
以为周期,令,则
当在上连续,则
特别地,当连续,则有
例 9. [例4.5.4] 为正整数,
定理 2.
在上连续,则
1. 为奇函数,,则
2. 为偶函数,,则
例 10.
例 11.
例 12.
3.
由为奇函数,则
所以,有
4.
为奇函数,为偶函数
5.
所以为奇函数,为偶函数。
定理 3.
在上连续,且
则有
证: ,则,为奇对称,则
即
例 13.
解. 令,可算得
1.
,则有
,则有
定理 4.
在上连续,且
则有
证: 令,则
定理 5. (分部积分)
设在上具有连续的一阶导数,则有
或
证: 是上连续函数,则可积且有原函数。
移项后即得证。
例 14. [例4.5.6]
例 15.
8.
10. 令,则,
令,有
例 16. (例:4.5.7)
例 17. (例4.5.8)
例 18. (Wallis公式)
15.
16.
则有
17.
则有
即
式子两边表达式的差为
例 19. 连续,,求
例 20. 连续,存在,求
例 21. 计算
15. 用洛必达法则。
先求。 令
有
由洛必达法则,有
(洛必达法则不能用)
或
16. 洛必达法则,
不能用洛必达法则(为什么呢?)
18. 记,则
求型的积分
若,则
问题. 求
例 22. 谢谢
22.
例 23.
取,,
当在上连续,则有
例 24.
例 25.
取,。由前面的定理可证。
6.
令,,则
所以,
7.
,则
例 26. 在上连续, , 求
例 27. 求,若
6.
(以为周期)
(一整周期)
(偶函数)
7. 函数以为周期,且为奇函数
例 28. , 求
例 29.
13. 令,则
14.
例 30. 证明
17.
所以有
即
例 31. 以为周期的函数,且在上可积。则
例 32. 求
例 33. 连续,且,,求
19. ,,满足
由
有界。取极限即得结论
20.
21. 令,则
例 34. 设在连续,且,则,满足
例 35. 在上连续,,则,满足
22. (把f(x)当作是函数的导函数)
显然可导,且
则,,满足
23. 取
则可导,且
例 36. 在上连续,,,则,满足
例 37. 在上有二阶连续函数,,证明: ,满足
24.
则。又
由知,。
这样,在与间,各有一个导数为的点。
25. 有二阶连续导数,做Taylor展开
则
连续,则有界。设,则
同样可得
由连续函数的介值性知,,满足
例 38. 在上连续,且,则有
26.
所以
移项后,即可得结论
例 39.
9.
9. ,令,