求积分中值定理的证明
在证明过程中能不能不用最小最大值定理?
这个定理的推导比较复杂,牵扯到积分上限函数:Φ(x) = ∫f(t)dt(上限为自变量x,下限为常数a)。以下用∫f(x)dx表示从a到b的定积分。
首先需要证明,若函数f(x)在[a,b]内可积分,则Φ(x)在此区间内为一连续函数。
证明:给x一任意增量Δx,当x Δx在区间[a,b]内时,可以得到
Φ(x Δx) = ∫f(t)dt = ∫f(t)dt ∫f(t)dt
= Φ(x) ∫f(t)dt
即
Φ(x Δx) - Φ(x) = ∫f(t)dt
应用积分中值定理,可以得到
Φ(x Δx) - Φ(x) = μΔx
其中m0 时,Φ(x Δx) - Φ(x)->0,即
lim Φ(x Δx) - Φ(x) = 0(当Δx->0)
因此Φ(x)为连续函数
其次要证明:如果函数f(t)在t=x处连续,则Φ(x)在此点有导数,为
Φ'(x) = f(x)
证明:由以上结论可以得到,对于任意的ε>0,总存在一个δ>0,使|Δx|0时,
Φ'(x) = lim [Φ(x Δx) - Φ(x)]/Δx = lim μ = f(x)
命题得证。
由以上可得,Φ(x)就是f(x)的一个原函数。设F(x)为f(x)的任意一个原函数,得到
Φ(x)=F(x) C
当x=a时,Φ(a)=0(由定义可以得到),此时
Φ(a)=0=F(a) C
即C=-F(a)
得到
Φ(x)=F(x)-F(a)
则当x=b时,Φ(b)=∫f(x)dx,得到
Φ(b)=∫f(x)dx = F(b)-F(a)
至此命题得证。
你可以查一下参考书 那里更加详细望采纳 谢谢 有任何不懂 请加好友 一一解答。
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