微积分基本定理 学完微积分秒杀高中数学


1 微积分基本定理
微积分基本定理,又称牛顿-莱布尼兹公式,将函数的导数与其积分联系起来。

微积分基本定理

该定理可分解为两个部分:
导数与定积分互逆

微积分基本定理

利用反导数计算定积分

微积分基本定理

2 几何推导:导数与定积分互为逆
设曲线 y=f(x) 为连续函数,则 x 的每个值对应一个面积函数 A(x),表示曲线下 0 到 x 之间的面积。

微积分基本定理

x 和 x+h 之间的曲线下面积可以通过从 0 到 x+h 的面积中减去 0 到 x 之间的面积得到,即“红色部分”的面积为 A(x+h)-A(x)。
还可以用如下方式估计同一“红色部分”的面积:

微积分基本定理

加上右上方的红色三角形,则公式准确表示为:

微积分基本定理

求导得:

微积分基本定理

其中,h|f(x+h)-f(x)| 为右上角小矩形的面积,而 |Red Excess| <= 小矩形面积。
因此:

微积分基本定理

当 h→0 时,上式右端项→0,相应地,左端项→0。

微积分基本定理

即 ∫abf(x)dx = F(b) - F(a)。
3 公式推导:微积分基本定理
3.1 预备知识
3.1.1 中值定理
中值定理表明,如果连续函数 f 在闭区间 [a,b] 上定义,那么存在一个 c ∈ (a,b),使得 f(c) = (f(b)-f(a))/(b-a)。
3.1.2 积分估值定理

微积分基本定理

3.1.3 积分中值定理

微积分基本定理

3.2 公式推导:导数与定积分互为逆

微积分基本定理

公式推导:微积分基本定理第二部分

%&x5FAA;&x7B97;% 掌握微积分学后,轻而易举征服高中数学

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