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积分值的估计

时间:2022-02-18 百科知识 版权反馈
【摘要】:§4.4 积分值的估计有些函数虽然可积,但原函数无法用初等函数的有限形式表达,无法应用牛顿-莱布尼兹公式计算;另一种情形是,只知道被积函数的结构或某种性质,欲对积分值给出某种估计。图4-1或用微分中值定理注 f不恒为0时,式中严格不等号成立。11.设f为[0,2π]上的单调递减函数,证明n,有。 (令) 用的是积分第二中值定理。

§4.4 积分值的估计

有些函数虽然可积,但原函数无法用初等函数的有限形式表达,无法应用牛顿-莱布尼兹公式计算;另一种情形是,只知道被积函数的结构或某种性质(如微分性质等),欲对积分值给出某种估计。

注 本例和上节之例3是同本质之题目。

证 令x2=y,得原积分

例4 假设f(x)在[a,b]上连续可微,且f(a)=f(b)=0,证明

分析 记M=max{|f′(x)|},|f′(x)|≤M的几何意义是什么呢?

-M≤|f′(x)|≤M

用面积比较法即知。见图4-1。

图4-1

注 f不恒为0时,式中严格不等号成立。

例4′ 设f(x)∈C*[a,b]且|f′(x)|≤M,f(a)=0,试证

证明 因为f(a)=0f(x)=f(x)-f(a)=f′(ξ)(x-a)

   所以|f(x)|≤M|x-a|

例5 (Hadamard定理)设f(x)是[a,b]上连续的下凸函数,则有

分析 几何定义不妨认为f(x)>0时,凸函数恒在割线之下方,或者恒在切线之上方。曲边梯形之面积介于两个直边梯形面积之间。

思考 若不用切线(或者切线根本不存在),如何证明?

令x=a+(b-a)t,如上,再令x=b-(b-a)t,得出

例6 设f(x)在[0,1]一阶连续可导,证明:

易得

例7 设f(x)∈C′[a,b]且f(a)=0,试证

习题4.4

1.设f′(x)在[a,b]连续,试证

(北师大2007年)

2.设f(x)∈C′[0,1],则有

 用的是积分第二中值定理。

14.证明对任意连续函数f(x),有

(浙江省高等数学竞赛2005年)

(浙江省高等数学竞赛2006年)

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