定理内容
设f(x)在[a,b]上连续,则变上限积分
在[a,b]上可导,且其导数
定理证明
由导数定义,只需证明
其中ε介于x与x+△x之间,因△x正负未知,不确定x与x+△x的大小。
等式两端除以△x,令△x→0,取极限
当△x→0时,x+△x→x,从而ε→x,又f(x)在[a,b]上连续,
该定理表明,设f(x)在[a,b]上连续,则必存在原函式且原函式为f(x)的变上限积分。
推论
设f(x)在[a,b]上连续,φ(x),ω(x)在[α,β]上可导,a≤φ﹙x﹚≤b,a≤ω(x)≤b,x∈[a,b].
证
它是由
与
的複合而成的函式,由複合函式微分法和原函式存在定理,且φ(x)在[α,β]上可导
又ω(x)在[α,β]上可导,a≤ω(x)≤b
原函式存在与间断点的关係
设F'(x)=f(x),f(x)在x=x0处不连续,则x0必为第二类间断点(对于考研数学,只能是第二类振荡间断点),而非第一类间断点或第二类无穷间断点。
当f(x)存在第二类振荡间断点时,不能确定是否存在原函式,这种情况下结论与f(x)的表达式有关。
原函式存在的三个结论:
如果f(x)连续,则一定存在原函式;
如果f(x)不连续,有第一类可去、跳跃间断点或第二类无穷间断点,那幺包含此间断点的区间内,一定不存在原函式;
如果f(x)不连续,有第二类振荡间断点,那幺包含此间断点的区间内,原函式可能存在,也可能不存在。