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文档简介

1、略谈积分中值定理及其应用 白永丽 张建中 (平顶山工业职业技术学院)积分中值定理是定积分的一个重要性质,它建立了定积分与被积函数之间的关系,从而使我们可以通过被积函数的性质来研究积分的性质,有较高的理论价值和广泛的应用。本文就其在解题中的应用进行讨论。一、积分中值定理的内容:定理1(积分第一中值定理) 若在上连续,则在上至少存在一点使得 (1)定理2(推广的积分第一中值定理) 若在闭区间上连续,且在上不变号,则在至少存在一点,使得 (2)证明:(推广的积分第一中值定理)不妨设在上则在有其中m,M分别为在上的最小值与最大值,则有:若,则由上式知,从而对上任何一点,定理都成立。若则由上式得: 则在

2、上至少有一点,使得即:显然,当时,(2)式即为(1)式二、积分中值定理的应用由于该定理可以使积分号去掉,从而使问题简化,对于证明包含函数积分和某个函数值之间关系的等式或不等式,常可以考虑使用积分中值定理,在应用积分中值定理时应注意以下几点:(1)在应用中要注意被积函数在区间上连续这一条件,否则,结论不一定成立。例如:显然在处间断。由于但在上,所以,对任何都不能使.(2)定理中的在上不变号这个条件也不能去掉.例如:令:所以,不存在,使(3) 定理中所指出的并不一定是唯一的,也不一定必须是的内点。都有:这也说明了未必是区间的内点。下面就其应用进行讨论。1、估计定积分的值例1、估计的值解:由推广的积

3、分第一中值定理:,其中 即:2、求含有定积分的极限例2、求解:若直接用中值定理 因为而不能严格断定。其症结在于没有排除,故采取下列措施:,其中为任意小的正数。对第一个积分使用推广的积分第一中值定理,有:而第二个积分:由于的任意性知其可任意小。注:求解此类问题的关键是使用积分中值定理去掉积分符号。在应用该定理时,要注意中值不仅依赖于积分区间,而且还依赖于限式中自变量的趋近方式。3、证明中值的存在性命题例3、设函数在上连续,在内可导,且证明:由积分中值定理得: 注:在证明有关题设中含有抽象函数的定积分等式时,一般应用按积分中值定理。4、证明积分不等式例4、求证证明: 其中,于是由即可获证.注:由于积分具有许多特殊的运算性质,故积分不等式的证明往往富有很强的技巧性.在证明含有定积分的不等式时,也常考虑用积分中值定理,以便去掉积分符号,若被积函数是两个函数之积时,可考虑用广义积分中值定理。5证明函数的单调性例5、设函数在上连续, ,试证:在内,若为非减函数,则为非增函数.证明:对上式求导,得: 利用积分中值定理,得:若为非减函数,则,故为非增函数。参考文献:1、数学分析刘玉琏,傅沛仁编,高等教育出版社,上海 1988年出版。2、高等数学解题方法指导,马玲主编,大连理工大学出版社,大连 1996年出版。3、高等数学题库精编,薛嘉庆主编,东北大

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