变上限积分求导是高等数学中的重要内容,其核心公式和推导方法如下:
一、基本公式
对于函数 $g(x) = int_{a}^{x} f(t) , dt$(其中 $a$ 为常数,$x$ 为变量),其导数为:
$$g'(x) = f(x)$$
即变上限积分的导数等于被积函数在积分上限处的值。
二、证明过程(导数定义法)
根据导数的定义,有:
$$g'(x) = lim_{h to 0} frac{g(x+h) - g(x)}{h}$$
将 $g(x)$ 的表达式代入:
$$g'(x) = lim{h to 0} frac{int{a}^{x+h} f(t) , dt - int_{a}^{x} f(t) , dt}{h}$$
利用积分的区间可加性:
$$g'(x) = lim{h to 0} frac{int{x}^{x+h} f(t) , dt}{h}$$
根据积分中值定理,存在 $xi in (x, x+h)$ 使得:
$$int_{x}^{x+h} f(t) , dt = f(xi) cdot h$$
当 $h to 0$ 时,$xi to x$,因此:
$$g'(x) = lim_{h to 0} f(xi) = f(x)$$
三、扩展情形
若积分上限或下限是关于 $x$ 的函数,例如 $g(x) = int_{a(x)}^{b(x)} f(t) , dt$,则导数为:
$$g'(x) = f(b(x)) cdot b'(x) - f(a(x)) cdot a'(x)$$
这一公式通过莱布尼茨积分法则推导得出。
四、注意事项
积分变量的符号不影响积分值,例如 $int{a}^{x} f(t) , dt = int{a}^{x} f(u) , du$;
若被积函数 $f(x)$ 在积分区间内连续,则上述公式成立。
通过以上方法,可以系统地求解变上限积分的导数问题。
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本文概览:变上限积分求导是高等数学中的重要内容,其核心公式和推导方法如下:对于函数 $g(x) = \int_{a}^{x} f(t) \, dt$(其中 $a$ 为常数,$x$ 为变量),其导数为:$$g'(x) = f(x)$$即变上限积分的导数