定积分5
一.内容提要
1.定积分的概念
定义 设在上有界,若存在,且与 的分法及在第个区间上的取法无关,,则称极限值为在上的定积分,记作,即

定积分是一个数,只与积分区间及被积函数有关,与积分变量有用什么字母表示无关。
当在上连续,或在上有界且只有有限个第一类间断点是,在上可积。
定积分作为一种特殊的和式极限,是运用极限思想解决实际问题的一种模式,因而有明确的几何意义和物理意义。
2.定积分的性质
(1)
(2)
(3)
(为常数,对有限多个函数也适用)
(4)
(无论相对位置如何也适用)
(5)若在上恒有,则 。
注意:若在上均连续,,,则 。
(6) 
(7)设,分别为在上的最大值和最小值,则
 
(8)积分中值定理:若在上均连续,则
 
要求能利用性质比较两个定积分的大小,判断定积分的符号,估计定积分的值,利用定积分的中值定理求函数在闭区间上的平均值。利用性质简化定积分的计算并证明一些不等式。
3.积分上限函数及其导数
设在上均连续,,则称为变上限定积分或积分上限的函数,记为。则,也即是的一个原函数。该结论表明连续函数的原函数一定存在。
注意弄清中与的意义,表示积分上限变量在上变化,表示积分变量在上变化。
一般地 
更一般地 
要求熟练掌握变上限定积分函数及求导公式,利用洛比达法则或积分中值定理会求变上限定积分的极限,会讨论变上限定积分的单调区间,极值和最值。
4.定积分的计算
(1)微积分基本定理 牛顿—莱布尼兹公式
若是连续函数在上的任一原函数,则

注意:条件在上连续也可减弱为在上可积。
(2)换元法

注意:①在单调具有连续导数,且当时,对应;
②换元法一定要换限。换限的依据是变换式。与不定积分换元法的区别。
(3)分步积分法

(难积) (易积)
(4)几个常用的积分公式常可以简化定积分的计算。
①
②
③奇偶函数在关于原点对称的区间上的积分:
,
④是以为周期的连续函数,则

⑤
⑥
⑦  
5.广义积分无穷区间上的广义积分:设在上连续,取,若存在,则称收敛;若收敛,则

其中为在上的任一原函数,且。
类似有广义积分收敛,且

其中为在上的任一原函数,且。

当右边两个广义积分均收敛时,也称广义积分收敛,且

其中,。
若上述某极限不存在,则称对应的广义积分发散。
(2) 积分(无界函数的广义积分)
设在上连续,在点的右邻域内无界,定义

设在上连续,在点的左邻域内无界,定义

设在及上连续,在点的邻域内无界,定义

注意:是相互独立的。
若定义中极限存在,则广义积分收敛,否则广义积分发散。
基本要求:
1.理解定积分的概念及性质;
2.熟练掌握定积分的换元法及分部积分法;
3.理解变上限的定积分作为其上限的函数及其求导公式,熟悉牛顿—莱布尼兹公式;
4.了解广义积分的概念。