积分第一中值定理

积分第一中值定理
积分第一中值定理

§1.1 积分第一中值定理

若函数()f x 在闭区间[,]a b 上连续,则在[,]a b 上至少存在一点ξ,使得

()()()b

a

f x dx f b a ξ=-?

证明:由定积分性质知

()()()b

a

m b a f x dx M b a -≤≤-? (1)

其中M ,m 分别是函数()f x 在闭区间[,]a b 上的最大值和最小值。 把(1)式各除以b a -,得

1()b

a

m f x dx M b a ≤≤-?。

这表明,确定的数值1()b

a f x dx

b a

-?介于函数()f x 的最小值m 和最大值M 之间。根据闭区间上连续函数的介值定理,在[,]a b 上至少存在着一点ξ,使得函数()f x 在点ξ处的值与这个确定的数值相等,即应有:

1()()b

a f x dx f

b a

ξ=-? (a b ξ≤≤) 两端乘以b a -,即得所要证的等式。

说明:这里的ξ是在[,]a b 上取值,实际上,也可以在开区间(,)a b 的,即

(,)a b ξ∈时,定理同样成立。现证明如下:

()b

a

f x dx b a

μ=-?,则(())0b

a

f x dx μ-=?。

若a x b <<时()()0f x μ-><,则,(())()0b

a

f x dx μ->

故有,12,a b x x <<使1()f x μ≤,2()f x μ≥, 故存在(,)a b ξ∈使()f ξμ=。即()()()

b

a f x dx f

b a ξ=-?

证明完毕

推广的积分第一中值定理:

若函数()f x 与()g x 在闭区间[,]a b 上连续,且()g x 在[,]a b 上不变号,则在

[,]a b 上至少存在一点ξ,使得:

()()()()b

b

a

a

f x

g x dx f g x dx ξ=?

? (a b ξ≤≤)

证明: 因为()f x 在[,]a b 上连续,()f x 在[,]a b 上必有最大值M 和最小值m ,又由于()g x 在[,]a b 上可积且不变号,不妨设()0g x ≥,()b

a I g x dx =?,于是

()()()(m g x f x g x M g x

≤≤ 从而 ()()b

a

m I f x g x d x M

I ≤≤?

(2) 若I =0,则由(2)式知 ()()0b

a

f x

g x dx =?

,从而任取ξ(,)a b ∈均可以使等

式成立。

现设I >0,将(2)式改为m M μ≤≤,其中

1()()b

a f x g x dx I

μ=

? (3) 如果(,)m M μ∈,则由连续函数的介值性必存在ξ(,)a b ∈使()f ξμ=,从而等式得证。如果m μ=,则由于()b

a I g x dx =?>0,必存在11[,](,)a

b a b ?使得恒有

()0g x >,11[,]x a b ∈,若不然,则在(,)a b 的任何闭子区间

i

x 上都有i

ξ

使得

()0i

g ξ=,依定积分定义便有()b

a

I g x dx =?=0,这与I >0矛盾,由于m μ=,今

改(3)为

[()]()0

b

a

f

x m g x d x -=? (4) 注意到 [()]()0f x m g x -≥,必有

1

1[()]()0b f x m g x d x a -=? (5) 否则由11

b a ?>0及1

0a a

≥?,10b b ≥?,就有b a ?=11

b a ?+1a a

?+1b b ?>0,矛盾。

今证存在ξ∈11[,](,)a b a b ?,使()f m ξμ==,若不然,则在11[,]a b 上恒有

()0f x m ->及()0g x >,从而[()]()0f x m g x ->,故11

[()]()0b

f x m

g x dx a ->?,这

与(5)式矛盾,同理可证M μ=的情形。总之,存在ξ(,)a b ∈使等式成立。

积分中值定理的推广与应用

积分中值定理的推广与应用 系别数学系 专业数学与应用数学姓名韩凤 指导教师张润玲 职称副教授 日期2011年6月

国内图书分类号: 吕梁学院本科毕业论文(设计) 积分中值定理的推广与应用 姓名韩凤 系别数学系 专业数学与应用数学 申请学位学士学位 指导教师张润玲 职称副教授 日期2011年6月

摘要 在微积分学中积分中值定理与微分中值定理一样有着重要的地位.微积分的许多问题和不等式的证明都以它为依据,积分中值定理在证明有关中值问题时具有极其重要的作用.它是《数学分析》、《高等数学》课程中定积分部分的基本定理之一.众所周知积分中值定理包括积分第一中值定理与积分第二中值定理,而在数学分析课本上已有过这两个定理的详细证明,但这两个定理的推广与应用尚未提及.因此,在教学过程中,学在运用这一知识点解决有关的数学问题比较困难,常常不知如何下手,本文主要讲述的是积分第一中值定理的各种形式的推广以及通过以下几方面的列举例题,加以归纳总结,并充分体现积分中值定理在学习解题练习中的应用. 关键词:积分中值定理;推广;应用

ABSTRACT The integral median value theorem and differential median value theorem has the same important position in the questions and the proof of the inequality are all based on the integral theorem,the integral median theorem has played an important role in solving the problems about is one of the basic theorems in the definite integral part of“the mathematical analysis”and“the higher mathematics”.Well-known that the integral median theorem include the first median theorem for integrals and the second median theorem for integrals and the textbooks of the mathematical analysis have the detailed proof about the two theorems,but the popularization and application of the two theorems have not been addressed .Therefore,it is difficult when students use this knowledge to solve the related problems during the process of article mainly introduce various popularization of the first median theorem for integrals and giving some example through the following aspects,and giving some summary,strive to reflect the application of integral median value theorem in studying the way which can slove the ploblems. Keywords:Integral median value theorem; Promotion; Applications.

第二积分中值定理

第二积分中值定理 若函数()f x 在区间[,]a b 上连续,而()p x 是区间[,]a b 上的单调有界函数,则有点()c a c b ≤≤,使 ()()d () ()d () ()d b c b a a c p x f x x p a f x x p b f x x + - =+? ? ? 其中()lim ()x a p a p x + +→=【右极限】,()lim ()x b p b p x --→=【左极限】。特别,若()0p a +=,则 ()()d () ()d b b a c p x f x x p b f x x - =? ? ()a c b ≤≤ 证明前的说明:()p x 是单调有界函数,所以它是可积的,而()()p x f x 作为可积函数的乘积也是可积的。其次,在下面的证明中, ①不妨认为()0p a +=,否则,令()()()q x p x p a +=-,则()0q a +=,于是由 ()()d () ()d b b a c q x f x x q b f x x - =? ? 即 [()()]()d [()()]()d b b a c p x p a f x x p b p a f x x + - + -=-?? ,可得一般情形 ()()d () ()d () ()d b c b a a c p x f x x p a f x x p b f x x + - =+? ? ? ②不妨认为()p x 是单调增加函数,因为若()p x 是单调减小函数,就用[()]p x -替换()p x 。 证 首先划分区间[,]a b ,即 01211i i n n a x x x x x x x b --=<<< <<<<<= 而在每一个小区间1[,]i i x x -上,都存在点1(,)i i i x x ξ-∈,使 1 1()d ()()i i x i i i x f x x f x x ξ--=-? 【第一积分中值定理】 于是,1 1() ()d ()()()i i x i i i i i x p f x x p f x x ξξξ--=-? ,求和得 1 11 1 ()()d ()()()i i n n x i i i i i x i i p f x x p f x x ξξξ--=== -∑∑? (※) 现在,将左端做变换,即 1 11 1 ()()d ()()d ()d i i i i n n x b b i i x x x i i p f x x p f x x f x x --==?? =-??????∑∑ ? ?? ξξ 1 11 2 () ()d ()()()d i n b b i i a x i p f x x p p f x x ξξξ--=??=+ -??∑? ? 因为()p x 是单调增加函数且()()0p x p a +≥=,所以11()0,()()0i i p p p ξξξ-≥-≥;再用m 和

积分第二中值定理证明

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m<=μ<=M,m、M分别为f(x)在[x,x+Δx]上的最小值和最大值,则当Δx->0 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|<δ时,对于一切的t属于[x,x+Δx],|f(t)-f(x)|<ε恒成立(根据函数连续的ε-δ定义得到),得f(x)-ε0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)

推广的积分中值定理及其应用

推广的积分中值定理及其应用 摘要:定积分是微积分的重要组成部分,而积分中值定理是定积分的重要性质之一,所以积分中值定理在微积分中占了很重要的地位,本文系统的叙述了推广的积分中值定理包括:ξ必可以在开区间中取得,导函数的积分中值定理等多个方面,我们所学知识中积分中值定理与微分中值定理的中间点的存在区间是不统一的,但推广后的积分中值定理能够与微分中值定理的存在区间从形式上统一起来,使与其相关的理论得以联系和应用.同时,在本篇论文中以实例的形式列举了推广的积分中值定理在确定零点分布、证明积分不等式、求极限等方面的应用,显然,推广的积分中值定理的优点就在于此,它可以解决原积分中值定理无法解决的问题,这表明了积分中值定理在推广后更具有应用性. 关键词:积分中值定理;导函数;微分中值定理 Promotion of Integral Mean Value Theorem and Its Application Abstract:Definite integral is an important component of calculus, the mean value theorem is one of the important properties of the definite integral, so integral mean value theorem in calculus plays a very important position .This paper describes the system to promote the integral mean value theorem, including: ξwill be achieved in the open interval ,of the derivatives and other integral mean value theorem, we have the knowledge of the differential mean value theorem and the Intermediate Value Theorem Existence interval is not uniform, but after the promotion of integral mean value theorem and the Mean Value Theorem to the presence of range from the formal unity, so that contact can be associated with the theory and application. Meanwhile, in this paper an example to cite a form of integral mean value theorem in determining the zeros to prove inequality, such as the application of limit, obviously, to promote the advantages of integral mean value theorem in this, it Can solve the original integral mean value theorem can not solve the problem, suggesting that the integral mean value theorem in the promotion of a more applied after. Keywords: Integral mean value theorem, derivative, mean value theorem

(新)积分第一中值定理及其推广证明

2.1积分第一中值定理证明 积分第一中值定理: 如果函数()f x 在闭区间[,]a b 上连续,()g x 在(,)a b 上不变号,并且()g x 在闭区间[,]a b 上是可积的,则在[,]a b 上至少存在一点ξ,使得 ()()()(),()b b a a f x g x dx f g x dx a b ξξ=≤≤? ? 成立。 证明如下: 由于()g x 在闭区间[,]a b 上不变号,我们不妨假设()0g x ≥,并且记()f x 在闭区间[,]a b 上的最大值和最小值为M 和m ,即()m f x M ≤≤,我们将不等式两边同乘以()g x 可以推出,此时对于任意的[,]x a b ∈都会有 ()()()()mg x f x g x Mg x ≤≤ 成立。对上式在闭区间[,]a b 上进行积分,可以得到 ()()()()b b b a a a m g x dx f x g x dx M g x dx ≤≤???。 此时在,m M 之间必存在数值μ,使得m M μ≤≤,即有 ()()()b b a a f x g x dx g x dx μ=? ? 成立。 由于()f x 在区间[,]a b 上是连续的,则在[,]a b 上必定存在一点ξ,使()f ξμ=成立。此时即可得到 ()()()()b b a a f x g x dx f g x dx ξ=? ?, 命题得证。 2.2积分第一中值定理的推广 定理:(推广的第一积分中值定理)若函数()f x 是闭区间[,]a b 上为可积函数, ()g x 在[,]a b 上可积且不变号,那么在开区间(,)a b 上至少存在一点ξ,使得 ()()()(),(,)b b a a f x g x dx f g x dx a b ξξ=∈? ?

(完整版)中值定理的应用方法与技巧

中值定理的应用方法与技巧 中值定理包括微分中值定理和积分中值定理两部分。微分中值定理即罗尔定理、拉格朗日中值定理和柯西中值定理,一般高等数学教科书上均有介绍,这里不再累述。积分中值定理有积分第一中值定理和积分第二中值定理。积分第一中值定理为大家熟知,即若)(x f 在[a,b]上连续,则在[a,b]上至少存在一点ξ,使得))(()(a b f dx x f b a -=?ξ。积分第二中值定理为前者的推广,即若)(),(x g x f 在[a,b]上连续,且)(x g 在[a,b]上不变号,则在[a,b]上至少存在一点ξ,使得??=b a b a dx x g f dx x g x f )()()()(ξ。 一、 微分中值定理的应用方法与技巧 三大微分中值定理可应用于含有中值的等式证明,也可应用于恒等式及不等式证明。由于三大中值定理的条件和结论各不相同,又存在着相互关联,因此应用中值定理的基本方法是针对所要证明的等式、不等式,分析其结构特征,结合所给的条件选定合适的闭区间上的连续函数,套用相应的中值定理进行证明。这一过程要求我们非常熟悉三大中值定理的条件和结论,并且掌握一定的函数构造技巧。 例一.设)(x ?在[0,1]上连续可导,且1)1(,0)0(==??。证明:任意给定正整数b a ,,必存在(0,1)内的两个数ηξ,,使得b a b a +='+') ()(η?ξ?成立。 证法1:任意给定正整数a ,令)()(,)(21x x f ax x f ?==,则在[0,1]上对)(),(21x f x f 应用柯西中值定理得:存在)1,0(∈ξ,使得a a a =--=')0()1(0)(??ξ?。 任意给定正整数b ,再令)()(,)(21x x g bx x g ?==,则在[0,1]上对)(),(21x g x g 应用柯西中值定理得:存在)1,0(∈η,使得b b b =--=') 0()1(0)(??η?。 两式相加得:任意给定正整数b a ,,必存在(0,1)内的两个数ηξ,,使得 b a b a +='+') ()(η?ξ? 成立。 证法2:任意给定正整数b a ,,令)()(,)(21x x f ax x f ?==,则在[0,1]上对

二元函数的积分中值定理的探究

目录 摘要................................................................................ I 关键词.............................................................................. I Abstract ........................................................................... II Key words .......................................................................... II 前言.. (1) 1预备知识 (1) 1.1相关定理 (1) 2 多元函数积分中值定理的各种形式 (2) 2.1 曲线积分中值定理的推广 (2) 2.1.1第一型曲线积分中值定理 (2) 2.1.2第二型曲线积分中值定理 (4) 2.2二重积分中值定理的探究及推广 (5) 2.3曲面积分中值定理的探究及推广 (7) 2.3.1第一型曲面积分中值定理 (7) 2.3.2第二型曲面积分中值定理 (7) 结论 (9) 参考文献 (10) 致谢 (11)

摘要:积分中值定理是数学分析的重要定理,我们主要讨论了二元函数的曲线、重积分、曲面的各种形式中值定理,而且还给出了这些定理的证明过程,最后总结出各类积分中值定理的形式. 关键词:积分中值定理;第二中值定理;曲线积分中值定理;二重积分中值定理;曲面积分中值定理

高等数学常见中值定理证明及应用

中值定理 首先我们来看看几大定理: 1、介值定理:设函数f(x)在闭区间[a,b]上连续,且在该区间的端点取不同的函数值f(a)=A及f(b)=B,那么对于A与B之间的任意一个数C,在开区间(a,b)内至少有一点ξ使得f(ξ)=C(a<ξ

积分中值定理

编号 2010011202 毕业论文(设计) ( 2014 届本科) 论文题目:积分中值定理 学院:数学与统计学院 专业:数学与应用数学 班级: 2010级本科(2)班 作者姓名:曹强 指导教师:完巧玲职称:副教授 完成日期: 2014 年 5 月 5 日

目录 诚信声明-------------------------------------------------------------------------------------------------- 错误!未定义书签。摘要 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 1积分中值定理 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 1.1定积分中值定理及推广 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 2 1.1.1定积分中值定理----------------------------------------------------------------------------------------------- 2 1.1.2定积分中值定理的推广 ------------------------------------------------------------------------------------- 2 1.2定积分第一中值定理及推广---------------------------------------------------------------------------------------- 3 1.2.1定积分第一中值定理----------------------------------------------------------------------------------------- 3 1.2.2定积分第一中值定理的推广 ------------------------------------------------------------------------------- 3 1.3定积分第二中值定理及推广---------------------------------------------------------------------------------------- 4 1.3.1定积分第二中值定理----------------------------------------------------------------------------------------- 4 1.3.2积分第二中值定理的推广 ---------------------------------------------------------------------------------- 6 1.4 重积分的中值定理 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 7 1.4.1二重积分的中值定理----------------------------------------------------------------------------------------- 7 1.4.2三重积分的中值定理----------------------------------------------------------------------------------------- 8 1.5曲线积分中值定理 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 8 1.5.1第一曲线积分中值定理 ------------------------------------------------------------------------------------- 8 1.5.2第二曲线积分中值定理 ------------------------------------------------------------------------------------- 8 1.6 曲面积分中值定理 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 10 1.6.1第一曲面积分中值定理 ------------------------------------------------------------------------------------ 10 1.6.2第二曲面积分中值定理 ------------------------------------------------------------------------------------ 10 2中值点的渐进性 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 10 2.1第一积分中值定理中值点的渐进性 ----------------------------------------------------------------------------- 10 2.2第二积分中值定理中值点的渐进性 ----------------------------------------------------------------------------- 13 3积分中值定理的应用--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 14 3.1估计积分值------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 14 3.2求含定积分的极限 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 15 3.3确定积分值符号 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 15 3.4比较积分大小---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 16 3.5证明函数的单调性 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 16 3.6证明定理---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 16 结论 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 18 参考文献--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 19 英文摘要-------------------------------------------------------------------------------------------------- 错误!未定义书签。致谢 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 21

积分第一中值定理及其推广证明备课讲稿

2.1积分第一中值定理证明 积分第一中值定理: 如果函数()f x 在闭区间[,]a b 上连续,()g x 在(,)a b 上不变号,并且()g x 在闭区间[,]a b 上是可积的,则在[,]a b 上至少存在一点ξ,使得 ()()()(),()b b a a f x g x dx f g x dx a b ξξ=≤≤? ? 成立。 证明如下: 由于()g x 在闭区间[,]a b 上不变号,我们不妨假设()0g x ≥,并且记()f x 在闭区间[,]a b 上的最大值和最小值为M 和m ,即()m f x M ≤≤,我们将不等式两边同乘以()g x 可以推出,此时对于任意的[,]x a b ∈都会有 ()()()()mg x f x g x Mg x ≤≤ 成立。对上式在闭区间[,]a b 上进行积分,可以得到 ()()()()b b b a a a m g x dx f x g x dx M g x dx ≤≤???。 此时在,m M 之间必存在数值μ,使得m M μ≤≤,即有 ()()()b b a a f x g x dx g x dx μ=? ? 成立。 由于()f x 在区间[,]a b 上是连续的,则在[,]a b 上必定存在一点ξ,使()f ξμ=成立。此时即可得到 ()()()()b b a a f x g x dx f g x dx ξ=? ?, 命题得证。 2.2积分第一中值定理的推广 定理:(推广的第一积分中值定理)若函数()f x 是闭区间[,]a b 上为可积函数,()g x 在[,]a b 上可积且不变号,那么在开区间(,)a b 上至少存在一点ξ,使得 ()()()(),(,)b b a a f x g x dx f g x dx a b ξξ=∈? ?

微分与积分中值定理及其应用

第二讲 微分与积分中值定理及其应用 1 微积分中值定理 0 微分中值定理 .......................................................................................... 0 积分中值定理 .......................................................................................... 2 2 微积分中值定理的应用 . (3) 证明方程根(零点)的存在性 ............................................................... 3 进行估值运算 .......................................................................................... 7 证明函数的单调性................................................................................... 7 求极限 ...................................................................................................... 8 证明不等式 . (9) 引言 Rolle 定理,Lagrange 中值定理,Cauchy 中值定理统称为微分中值定理。微分中 值定理是数学分析中最为重要的内容之一,它是利用导数来研究函数在区间上整体性质的基础,是联系闭区间上实函数与其导函数的桥梁与纽带,具有重要的理论价值与使用价值。 1 微积分中值定理 微分中值定理 罗尔(Rolle)定理: 若函数f 满足如下条件 (ⅰ)f 在闭区间[a,b]上连续; (ⅱ)f 在开区间(a,b )内可导; (ⅲ))()(b f a f =, 则在(a,b )内至少存在一点ξ,使得 0)(='ξf . 朗格朗日(Lagrange)中值定理: 设函数f 满足如下条件: (ⅰ)f 在闭区间[a,b]上连续; (ⅱ)f 在开区间(a,b )上可导; 则在(a,b )内至少存在一点ξ,使得 a b a f b f f --= ') ()()(ξ.

二、三重积分中值定理的证明与应用

《数学分析》自主研究课题: 二、三重积分中值定理的证明和应用 摘要:本报告探究的是由积分第一中值定理和推广的积分第一中值定理引伸出的推广形式的二重积分中值定理和二、三重积分中值定理的证明及其相关应用。 关键词:积分第一中值定理,推广形式的二重积分中值定理,二、三重积分中值定理 一、引言 在《数学分析》的学习过程中我们已经详细了解了的积分第一中值定理(一重积分中值定理)及其证明和应用,而对二、三重积分中值定理并没有给出详细的证明和应用,所以本报告将详细的对其作出证明和说明其简单的应用. 二、积分第一中值定理(一重积分中值定理) (积分第一中值定理)若f 在[a,b]上连续,则至少存在一点ε∈[a,b],使得 )()()(a b f dx x f b a -=? ε.

??=D D S f d y x f ),(),(ηεσ和(推广形式的积分第一中值定理)若f 和g 都在[a,b]上连续,且)(x g 在[a,b]上不变号,则至少存在一点b][a,∈ε,使得 ? ?=b a b a dx x g f dx x g x f )()()()(ε (明显当1g ≡) (x 时,即为积分第一中值定理) 三、推导二、三重积分中值定理及证明 由积分第一中值定理我们类似的推导出 二重积分中值定理:若),(y x f 在有界闭区域D 上连续,则存 在D ∈) ηε,(,使得 ??=D D S f d y x f ),(),(ηεσ, 这里S D 是区域D 的面积. 证明:由于),(y x f 在有界闭区域D 上连续,S D 为这个区域的面积.存在最大值M 和最小值m ,得 m ≤),(y x f ≤M,D y x ∈),(, 使用积分不等式性质得 mS D ≤??D d y x f σ),(≤MS D , 即 m ≤ ??D D d y x f S σ),(1 ≤M. 再由连续函数的介值性,至少存在一点D ∈) ηε,(,使 ??= D D d y x f S f ,),(1 ),(σηε 即

积分第二中值定理的证明

上一篇文章讲了积分第一中值定理的证明,并给出了积分第一中值定理更一般的形式,这篇主要讲积分第二中值定理的证明。 积分第二中值定理: ()f x 在区间[,]a b 上可积,()x ?在区间[,]a b 上单调,那么在[,] a b 上存在内点ξ,使得: ()()(0)()(0)()b b a a f x x dx a f x dx b f x dx ξξ ???=++-? ?? 特别的,当()x ?在区间[,]a b 两端连续时,有 ()()()()()()b b a a f x x dx a f x dx b f x dx ξ ξ ???=+? ? ? 积分第二中值定理是一个更为精确的分析工具,在证明这个定理之前,先介绍Abel 引理。 Abel 引理:数列{}n a 和{}n b ,对于任意的2 10 n n >>,有 2 2 22111 1 1111()()n n n n n n n n n n n n n n n n a b b b a a a b a b -++-==-= -+-∑∑ 实际上: 2 1111112221 1111111122222 1111111122111111111211111121()()()...() ()()...()()()...(n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n a b b a b b a b b a b b a b b a a b a a b a a a b a b b a a b a a b a --++-=-++++---++++---=-+-++-=-+-+-++-+=-+-+-++∑222222 2 22111 111111 )()()n n n n n n n n n n n n n n n n a b a a a b b a a a b a b ++++-=-+-+-+-∑ 下面给出Abel 引理的一个理解方式,便于记忆。众所周知,积分与求和,微分与差分有许多相似之处,一个是对连续函数而言,一

对积分中值定理的一点思考

对于积分中值定理的一点思考 摘要 积分中值定理是高等数学中重要的一部分,中值定理是人们认识高等数学世界、解决数 学问题的重要武器,本文在数学分析教材中第一积分中值定理的条件下,证明了介值点ξ必可在开区间 ),(b a 内取得,并且给出几分中值定理及其推广的一些应用. 关键词 积分中值定理 积分中值定理应用 积分中值定理的推广 第一积分中值定理 极限 一 引言 推广的积分第一中值定理: 若函数f(x)与g(x)在闭区间[a, b]上连续,且g(x)在[a, b]上不变号,则在[a, b]上至少存在一点ξ使得 ??=b a b a x d x g f x d x g x f )()()()()()(ξ (1) 推广的积分中值定理可改进如下: 定理1:若函数f(x)与g(x)在闭区间[a, b]上连续,且g(x)在[a, b]上不变号,则在) ,(b a 上至少存在一点ξ使得??=b a b a x d x g f x d x g x f )()()()()()(ξ。 对其证明如下: 因为)(x f 在],[b a 上连续,故)(x f 在],[b a 上存在最大值和最小值,不妨分别设为M 和m,即M x f m ≤≤)(,则必存在x x x x b a 2 1 2 1 ],,[,<∈,使m f x =)(1 ,M f x =)(2 , 又因为 )(x g 在],[b a 上不变号,不妨设0)(≥x g ,则?≥b a dx x g 0)(, 且有)()()()(x Mg x g x f x mg ≤≤,又)(x f 和)(x g 都在],[b a 可积,则)()(x g x f 在] ,[b a 也可积,从而有 ???≤≤ b a b a b a dx x g M dx x g x f dx x g m )()()()( (2)

积分中值定理的推广与应用

积分中值定理的推广与应用

系别数学系 专业数学与应用数学姓名韩凤 指导教师张润玲 职称副教授 日期2011年6月

国内图书分类号:O172.2 吕梁学院本科毕业论文(设计) 积分中值定理的推广与应用 姓名韩凤 系别数学系 专业数学与应用数学

申请学位学士学位指导教师张润玲职称副教授日期2011年6月

摘要 在微积分学中积分中值定理与微分中值定理一样有着重要的地位.微积分的许多问题和不等式的证明都以它为依据,积分中值定理在证明有关中值问题时具有极其重要的作用.它是《数学分析》、《高等数学》课程中定积分部分的基本定理之一.众所周知积分中值定理包括积分第一中值定理与积分第二中值定理,而在数学分析课本上已有过这两个定理的详细证明,但这两个定理的推广与应用尚未提及.因此,在教学过程中,学在运用这一知识点解决有关的数学问题比较困难,常常不知如何下手,本文主要讲述的是积分第一中值定理的各种形式的推广以及通过以下几方面的列举例题,加以归纳总结,并充分体现积分中值定理在学习解题练习中的应用. 关键词:积分中值定理;推广;应用

ABSTRACT The integral median value theorem and differential median value theorem has the same important position in the calculus.Many questions and the proof of the inequality are all based on the integral theorem,the integral median theorem has played an important role in solving the problems about median.It is one of the basic theorems in the definite integral part of“the mathematical analysis”and“the higher mathematics”.Well-known that the integral median theorem include the first median theorem for integrals and the second median theorem for integrals and the textbooks of the mathematical analysis have the detailed proof about the two theorems,but the popularization and application of the two theorems have not been addressed .Therefore,it is difficult when students use this knowledge to solve the related problems during the process of teaching.This article mainly introduce various popularization of the first median theorem for integrals and giving some example through the following aspects,and giving some summary,strive to reflect the application of integral median value theorem in studying the way which can slove the ploblems. Keywords:Integral median value theorem; Promotion; Applications.

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