Властивості визначеного інтеграла

Рефераты, курсовые, дипломные, контрольные (предпросмотр)

Тип: Исследование. Файл: Word (.doc) в архиве zip. Язык: Украинский. Категория: Математика
Адрес этого реферата http://referat.repetitor.ua/?essayId=9709 или
Загрузить
В режиме предпросмотра не отображаются таблицы, графики и иллюстрации. Для получения полной версии нажмите кнопку «Загрузить». Рефераты, контрольные, дипломные, курсовые работы предоставляются в ознакомительных целях, не для плагиата.

10 Величина визначеного інтеграла не залежить від позначення змінної інтегрування:

тощо.

Інтегральна сума, а отже, і її границя не залежать від того, якою буквою позначено аргумент функції f. Це й означає, що визначений інтеграл не залежить від позначення змінної інтегрування.

Визначений інтеграл введений для випадку, коли ab. Узагальнимо поняття інтеграла на випадки, коли a=b i ab.

20. Визначений інтеграл з однаковими межами інтегрування дорівнює нулю:

30. Від переставлення меж інтегрування інтеграл змінює знак на протилежний:

Властивості 20 і 30 приймають за означенням. Відзначимо, що ці означення повністю виправдовує наведена далі формула Ньютона - Лейбніца.

40. Якщо функція f(x) інтегрована на максимальному з відрізків [a;b], [a;c], [c;b], то справедлива рівність

(адитивність визначеного інтеграла).

Припустимо спочатку, що acb. Оскільки границя інтегральної суми не залежить від способу розбиття відрізка [a;b] на частинні відрізки, то розіб'ємо [a;b] так, щоб точка с була точкою розбиття. Якщо, наприклад, с=хт , то інтегральну суму можна розбити на дві суми:

Переходячи в цій рівності до границі при , дістанемо формулу (34).

Інше розміщення точок a, b, с зводиться до вже розглянутого.

Якщо, наприклад, abc, то за формулами (34) і (33) маємо

На рис. 7.5 показано геометрично цю властивість для випадку, коли і abc: площа трапеції aABb дорівнює сумі площ трапеції aACc i cCBb.

Зауваження. Нехай f(x) - знакозмінна неперервна функція на відрізку [a;b], де ab, наприклад, (рис.7.6)

Скориставшись адитивністю та геометричним змістом інтеграла, дістанемо

де S1, S2, S3 - площі відповідних криволінійних трапецій.

Отже, в загальному випадку, з погляду геометрії визначений інтеграл (27) при ab дорівнює алгебраїчній сумі площ відповідних криволінійних трапецій, розміщених над віссю Ох, мають знак плюс, а нижче осі Ох - знак мінус. Якщо ab то все формулюється навпаки .

Зазначимо, що площа заштрихованої на рис. 7.6 фігури виражається інтегралом

50. Сталий множник С можна винести за знак визначеного інтеграла

Дійсно

60. Визначений інтеграл від суми інтегрованих функцій дорівнює сумі визначених інтегралів від цих функцій:

(36)

Для довільного - - розбиття маємо

Звідси, переходячи до границі при дістанемо формулу (36). Ця властивість має місце для довільного скінченого числа доданків.

Властивості 50 і 60 називають лінійністю визначеного інтервала.

70. Якщо всюди на відрізку [a;b] маємо , то

(збереження знака підінтегральної функції визначеним інтегралом).

Оскільки

то будь-яка інтегральна сума і її границя при , теж невід'ємна.

80. Якщо всюди на відрізку [a;b] маємо , то

(монотонність визначеного інтеграла).

Оскільки то з нерівності (37) маємо

Використовуючи властивість 40 , дістанемо нерівність (38).

Якщо то властивість 80 можна зобразити геометрично (7.7): площа криволінійної трапеції aA1B1b не менша площі криволінійної трапеції aA2B2b.

90. Якщо функція f(x) інтегрована на відрізку [a;b] (ab), то

Застосовуючи формулу (38) до нерівності

дістаємо

Звідки й випливає нерівність (39).

100. Якщо то

Скориставшись формулами (39) та (35), дістанемо

Звідси й одержуємо нерівність (40), оскільки

110. Якщо т і М - відповідно найменше і найбільше значення функції f(х) на відрізку [a;b] (ab), то

(оцінки інтеграла по області).

За умовою

тому з властивості 70 маємо

Застосовуючи до крайніх інтегралів формули (35) і (41), дістаємо нерівність (42).

Якщо , то властивість 110 ілюструється геометрично (рис. 7.8): площа криволінійної трапеції aABb не менша площі прямокутника aA1B1b і не більша площі прямокутника aA2B2b.

120. Якщо функція f(х) неперервна на відрізку [a;b], то на цьому відрізку знайдеться така точка с, що

(теорема про середнє значення функції).

Якщо функція f(х) неперервна на відрізку, то вона досягає свого найбільшого значення М і найменшого значення т. Тоді з оцінок (42) дістанемо (якщо ab)

Покладемо

Оскільки функція f(х) неперервна на відрізку [a;b], то вона набуває всі проміжні значення відрізка [m; M] (п. 5.3, гл. 4). Отже, існує точка така, що , або

звідки й випливає дана властивість.

Для випадку, коли ab, приводимо ті самі міркування для інтеграла , ф потім, переставивши границі. Приходимо до попередньої формули.

Рівність (44) називається формулою середнього значення, а величина f(c) - середнім значенням функції на відрізку [a;b].

Теорема про середнє значення при має такий геометричний зміст (рис. 7.9.): значення визначеного інтеграла дорівнює площі прямокутника з висотою f(c) і основою b-a.

Термін "середнє значення функції" добре узгоджується з такими фізичними поняттями, як середня швидкість, середня густина, середня потужність тощо. Якщо, наприклад, у формулі (44) інтеграл означає пройдений шлях за проміжок часу f [a;b] (п.2.2), то середнє значення f(c) означає середню швидкість, тобто сталу швидкість, при якій точка, рухаючись рівномірно, за той же проміжок часу пройшла б той самий шлях, що і при нерівномірному русі із швидкістю f(t).

130. Якщо змінити значення інтегрованої функції в скінченому числі точок, то інтегрованість її не порушиться, а значення інтеграла при цьому не зміниться.

Ця властивість дає змогу говорити про інтеграл навіть тоді, коли функція f(х) не визначена в скінченому числі точок відрізка[a;b]. При цьому в цих точках функції можна надати цілком довільних значень і величина інтеграла не зміниться.






При любом использовании материалов сайта обязательна гиперссылка на сайт «Репетитор».
Разработка и Дизайн компании Awelan
bigmir)net TOP 100 Rambler's Top100