5-2定积分的性质.ppt

1、2对定积分的对定积分的补充规定补充规定:（1）当）当ba 时，时，0)(badxxf；（2）当当ba 时时，abbadxxfdxxf)()(.说明说明 在下面的性质中，假定定积分都存在，在下面的性质中，假定定积分都存在，且不考虑积分上下限的大小且不考虑积分上下限的大小一、定积分的性质一、定积分的性质Basic Properties of Definite Integrals3证证 :,定积分反号定积分反号交换积分上、下限交换积分上、下限.d)(d)(abbaxxfxxf 1 性质性质 .,T 1的取值也不变的取值也不变不变不变保持分法保持分法iiixx ;,1 iiixxxba看看往往则由则由

2、.,1*iiiixxxxab 看看往往由由 niiixniiixabxfxfxxf10|10|)(lim)(limd)(.d)(baxxf0d)(aaxxf4证证 badxxgxf)()(iiinixgf )()(lim10 iinixf )(lim10 iinixg )(lim10 badxxf)(.)(badxxg badxxgxf)()(badxxf)(badxxg)(.（此性质可以推广到有限多个函数作和的情况）（此性质可以推广到有限多个函数作和的情况）性质性质2(1)2(1)5证证 badxxkf)(iinixkf )(lim10 iinixfk )(lim10 iinixfk )(l

3、im10 .)(badxxfk性质性质2(2)2(2)6 badxxf)(bccadxxfdxxf)()(.补充补充：不论：不论 的相对位置如何的相对位置如何,上式总成立上式总成立.cba,例例 若若,cba cadxxf)(cbbadxxfdxxf)()(badxxf)(cbcadxxfdxxf)()(.)()(bccadxxfdxxf（定积分对于积分区间具有可加性）（定积分对于积分区间具有可加性）则则假设假设bca 性质性质3 37dxba 1dxba ab .则则0)(dxxfba.)(ba 证证,0)(xf,0)(if),2,1(ni,0 ix,0)(1 iinixf,max21nxx

4、x iinixf )(lim10 .0)(badxxf性质性质4 4性质性质5 5如如果果在在区区间间,ba上上0)(xf，8例例 1 1 比较积分值比较积分值dxex 20和和dxx 20的大小的大小.解解令令,)(xexfx 0,2 x,0)(xf,0)(02 dxxexdxex 02,02dxx 于是于是dxex 20.20dxx 9性质性质5 5的推论：的推论：证证),()(xgxf,0)()(xfxg,0)()(dxxfxgba,0)()(babadxxfdxxg于是于是 dxxfba)(dxxgba )(.则则dxxfba)(dxxgba )(.)(ba 如如果果在在区区间间,ba

5、上上)()(xgxf，（1）10dxxfba)(dxxfba )(.)(ba 证证,)()()(xfxfxf ,)()()(dxxfdxxfdxxfbababa 即即dxxfba)(dxxfba )(.说明：说明：可积性是显然的可积性是显然的.|)(xf|在区间在区间,ba上的上的性质性质5 5的推论：的推论：（2）11设设M及及m分分别别是是函函数数证证,)(Mxfm ,)(bababaMdxdxxfdxm).()()(abMdxxfabmba （此性质可用于估计积分值的大致范围）（此性质可用于估计积分值的大致范围）则则 )()()(abMdxxfabmba .)(xf在在区区间间,ba上上

6、的的最最大大值值及及最最小小值值，性质性质6 612例例 2 2 估估计计积积分分dxx 03sin31的的值值.解解,sin31)(3xxf ,0 x,1sin03 x,31sin31413 x,31sin31410030dxdxxdx .3sin31403 dxx13例例 3 3 估估计计积积分分dxxx 24sin的的值值.解解,sin)(xxxf 2sincos)(xxxxxf 2)tan(cosxxxx 2,4 x,0 14,22)4(fM,2)2(fm,442 ab,422sin4224 dxxx.22sin2124 dxxx15如如果果函函数数)(xf在在闭闭区区间间,ba上上连

7、连续续，证证Mdxxfabmba )(1)()()(abMdxxfabmba 由闭区间上连续函数的介值定理知由闭区间上连续函数的介值定理知则则在在积积分分区区间间,ba上上至至少少存存在在一一个个点点 ，使使dxxfba)()(abf .)(ba 性质性质7 7（积分中值定理）（积分中值定理）Mean-value theorem of Definite Integral积分中值公式积分中值公式16使使,)(1)(badxxfabfdxxfba)()(abf .)(ba 在区间在区间,ba上至少存在一上至少存在一个点个点，即即积分中值公式的几何解释：积分中值公式的几何解释：xyoab)(f使使得

8、得以以区区间间,ba为为以以曲曲线线)(xfy 底底边边，为曲边的曲边梯形的面积为曲边的曲边梯形的面积等于同一底边而高为等于同一底边而高为)(f的的一一个个矩矩形形的的面面积积。The average value of the function in the form of integral17例例 4 4 设设)(xf可导，且可导，且1)(lim xfx，求求dttfttxxx 2)(3sinlim.解解由积分中值定理知有由积分中值定理知有,2,xx使使dttfttxx 2)(3sin),2)(3sinxxf dttfttxxx 2)(3sinlim)(3sinlim2 f)(3lim2 f

9、.6 18定积分的性质定积分的性质（注意估值性质、积分中值定理的应用）（注意估值性质、积分中值定理的应用）典型问题典型问题（）估计积分值；（）估计积分值；（）不计算定积分比较积分大小（）不计算定积分比较积分大小二、小结二、小结19思考题思考题 定积分性质中指出，若定积分性质中指出，若)(),(xgxf在在,ba上都可积，则上都可积，则)()(xgxf 或或)()(xgxf在在,ba上也可积。这一性质之逆成立吗？为什么？上也可积。这一性质之逆成立吗？为什么？思考题解答思考题解答 由由)()(xgxf 或或)()(xgxf在在,ba上上可可积积，不不能能断断言言)(),(xgxf在在,ba上上都都

10、可可积积。为无理数为无理数，为有理数为有理数xxxf0,1)(为无理数为无理数，为有理数为有理数xxxg1,0)(显然显然)()(xgxf 和和)()(xgxf在在1,0上可积，但上可积，但)(),(xgxf在在1,0上都不可积。上都不可积。例例20一、一、填空题：填空题：1 1、如果积分区间如果积分区间 ba,被点被点c分成分成 bcca,与与，则，则定积分的可加性为定积分的可加性为 badxxf)(_；2 2、如果如果 baxf,)(在在上的最大值与最小值分别为上的最大值与最小值分别为Mm与与，则，则 abdxxf)(有如下估计式：有如下估计式：_ _ _；3 3、时时当当ba ，我们规定

11、，我们规定 badxxf)(与与 abdxxf)(的关的关系是系是_；4 4、积分中值公式积分中值公式 badxxf)()(,)(baabf 的几何意义是的几何意义是 _ _；练练 习习 题题215 5、下列两积分的大小关系是：下列两积分的大小关系是：（1 1）102dxx_ 103dxx（2 2）21ln xdx_ 212)(lndxx（3 3）dxex 10_ 10)1(dxx二、二、证明：证明：babadxxfkdxxkf)()(（是常数是常数k）.三、三、估计下列积分估计下列积分 333cot xdxxarc的值的值.四、证明不等式：四、证明不等式：2121dxx.2223一、一、1 1、bccadxxfdxxf)()(；2 2、baabMdxxfabmba ,)()()(；3 3、badxxf)(abdxxf)(；4 4、曲边梯形各部分面积的代数和等于、曲边梯形各部分面积的代数和等于 为邻为邻与与abf)(边的矩形面积；边的矩形面积；5 5、(1)(1)；(2)(2)；(3).(3).三、三、1 1、32arctan9331 xdxx；2 2、53arcsin24213210 xxxdx.练习题答案练习题答案