- •Понятие первообразной. Основные свойства (лемма, теорема)
- •Понятие неопределенного интеграла.
- •Методы замены переменной
- •4.Метод интегрирования по частям.
- •5.Основные типы интегралов берущихся по частям.
- •6.Теорема о представлении рациональной функции в виде суммы элементарных дробей с неопределенными коэффициентами.
- •7.Метод неопределенных коэффициентов.
- •8.Основные типы интегралов от рациональных функций.
- •9.Понятие интегральной суммы. Геометрический смысл.
- •10.Понятие определенного интеграла.
- •11.Основные свойства определенного интеграла.
- •12.Интеграл с переменным верхним пределом.
- •13.Формула Ньютона-Лейбница.
- •Замена переменных в определенном интеграле.
- •Формула интегрирования по частям в определенном интеграле.
- •Несобственные интегралы с бесконечными пределами.
- •17.Несобственные интегралы от неограниченных функций.
- •18.Метрические, линейные, нормированные, евклидовы пространства.
- •19.Понятие функции n переменный. Предел функции n переменных.
- •20.Непрерывность функции n переменных.
- •21.Непрерывность сложной функции.
- •22.Частные производные функции n переменных.
- •23.Дифференцируемость функции n переменных.
- •24.Дифференциал функции n переменных.
- •25.Дифференцирование сложной функции.
- •26.Производная по направлению. Градиент.
- •27.Частные производные высших порядков функции n переменных.
- •28.Дифференциал второго порядка функции n переменных.
- •29.Квадратичная форма. Критерий Сильвестра.
- •30.Локальный экстремум функции n переменных. Необходимое условие локального экстремума.
- •Необходимое условие локального экстремума
- •31.Достаточные условия локального экстремума функции n переменных.
- •32.Неявные функции.
- •33.Условный экстремум
- •34.Метод множителей Лагранжа.
- •35.Определение числового ряда, частичной суммы, сходящегося ряда.
- •36Свойства сходящихся числовых рядов.
- •38.Необходимое и достаточное условие сходимости ряда с неотрицательными членами.
- •39.Признак сравнения.
- •40.Признак Даламбера.
- •42.Знакочередующийся ряд. Признак Лейбница.
- •43.Знакопеременные ряды, их сходимость.
- •44.Степенные ряды.
- •45.Теорема Абеля.
- •46.Теорема об интервале сходимости степенного ряда.
- •47.Теорема о радиусе сходимости степенного ряда
10.Понятие определенного интеграла.
Определенный интеграл
Def
Если существует конечный предел I
интегральных сумм
при 0,
то этот предел называется определенным
интегралом от функции f(x)
по отрезку [a,b]
и обозначается I=
=
Def
функция f(x)
называется интегрируемой на [a,b]
если для любой последовательности
разбиений {Xk},
у которой
соответствующая
последовательность интегральных сумм
{k}
стремится к одному и тому же числу I.
Def
Число I
называется определенным интегралом
от функции f(x)
оп отрезку [a,b],
если для любого >0
сущесвтует такое >0,
что при
(т.е. если отрезок [a,b]
разбит на части с длинами Xi<)
независимо от выбора точек I
выполняется неравенство
,
или же
для любого i[Xi-1,
Xi]
Интегрируемость функции по Риману: Число I называется пределом интегральных сумм , зависящих от (хк;к) при d0, если для любого положительного числа , найдется соответствующее ему положительное число , большее d, такое что для любого к будет выполняться | (хк;к)-I|<. >0)(d<) k: | (хк;к)-I|< Следует отметить, что существует только один предел при d0
I=
Функция f(x) называется интегрируемой по Риману на сегменте [a,b] если для этой функции на указанном сегменте существует I= при d0
Число I называется определенным интегралом Римана от функции f(x) по сегменту [a,b] и обозначается так: I= , где а- нижний предел, b- верхний предел
Следует
отметить, что
=
=
11.Основные свойства определенного интеграла.
Основные свойства определенного интеграла:
Интеграл был введен для случая a<b. Обобщим понятие определенного интеграла, на случаи когда a=b, a>b.
1.Если a=b, то по определению на отрезке нулевой длины полагаем, что =0
Если а>b, то по определению =- (4), т.е. когда отрезок [a,b] при a<b пробегает в направлении от b к а, имеем b=X0, а=Xn, Xi=Xi-Xi-1<0
2.Каковы
бы ни были числа а, b
и с всегда имеет место равенство:
=
+
(здесь и в дальнейшем предполагается,
что интегралы, входящие в доказываемые
формулы существуют)
Доказательство:
Допустим сначала, что а<c<b,
т.к. предел интегральной суммы
не зависит от способа разбиения отрезка
[a,b],
то будем проводить разбиение так, чтобы
точка с всегда была бы точкой разбиения
[a,b].
Если например с=хm,
то
можно разбить на две суммы: =
=
+
.
Переходя в последнем равенстве к пределу
при
мы и получим искомое равенство.
Суть доказанного свойства состоит в том, что определенный интеграл по всему отрезку равен сумме
интегралов по его частям.
Доказательство
для другого расположения точек a,
b, c легко сводится к рассмотренному
случаю. Пусть, например, а<b<c,
тогда по доказанному, имеем:
=
+
,
откуда учитывая (4) получаем
=
-
=
+
,
ч.т.д.
3.Постоянный
множитель можно выносить за знак
определенного интеграла, т.е.
=к
.
Доказательство: действительно, для
любого разбиения отрезка [a,b]
и любого выбора точек I
=k
Переходя
к пределу при 0
имеем
=
=
=к
=
к
.,
ч.т.д.
4.Определенный
интеграл от алгебраической суммы
функций равен алгебраической сумме их
интегралов, т.е.
.
Доказательство: действительно, для
любого разбиения отрезка [a.b]
и любого выбора точек I
=
Так
как
=
и
=
,
то получаем что
=
=
Замечание: это свойство имеет место для любого конечного числа слагаемых.
[Т] О среднем
Если
функция f(x)
непрерывна на сегменте [a,b]
то существует т С, принадлежащая этому
сегменту, такая что
=f(c)(b-a).
Эта формула называется формулой среднего
значения. Доказательство: Так как f(x)
непрерывна на [a,b]
то по второй теореме Вейерштрасса,
существуют числа m
и М такие что
f(x)=mf(x)M=
f(x).
Отсюда находим m(b-a)
M(b-a),
следовательно, m
.
Положим,
=
(mM).
Так как
заключено между наименьшим и наибольшим
значениями непрерывной функции f(x)
и на [a,b]
то по теореме о прохождении функции
через любое промежуточное значение,
существует точка с[a,b]
такая что f(c)=.
Поэтому
=f(c),
а это равносильно искомому равенству.
Величина f(c)
называется средним значение функции
f(x)
на отрезке [a,b]. Замечание: теорема о
среднем имеет четкий геометрический
смысл: величина определенного интеграла
при f(x)>=0
равна площади прямоугольника имеющего
высоту f(c)
и основание b-a.
