牛顿莱布尼茨公式是什么?

牛顿莱布尼茨公式是什么?,第1张

函数f(x)在[a,b]上连续,且存在原函数F(x),则f(x)在[a,b]上可积,且

b(上限)∫a(下限)f(x)dx=F(b)-F(a)

这即为牛顿—莱布尼茨公式。

牛顿-莱布尼茨公式的意义就在于把不定积分与定积分联系了起来,也让定积分的运算有了一个完善、令人满意的方法。下面就是该公式的证明全过程:

编辑本段对函数f(x)于区间[a,b]上的定积分表达为:

b∫a*f(x)dx

现在我们把积分区间的上限作为一个变量,这样我们就定义了一个新的函数:

Φ(x)=

x∫a*f(x)dx

但是这里x出现了两种意义,一是表示积分上限,二是表示被积函数的自变量,但定积分中被积函数的自变量取一个定值是没意义的。为了只表示积分上限的变动,我们把被积函数的自变量改成别的字母如t,这样意义就非常清楚了:

Φ(x)=

x∫a*f(t)dt

编辑本段研究这个函数Φ(x)的性质:

1、定义函数Φ(x)=

x(上限)∫a(下限)f(t)dt,则Φ

与格林公式和高斯公式的联系

’(x)=f(x)。

证明:让函数Φ(x)获得增量Δx,则对应的函数增量

ΔΦ=Φ(x+Δx)-Φ(x)=x+Δx(上限)∫a(下限)f(t)dt-x(上限)∫a(下限)f(t)dt

显然,x+Δx(上限)∫a(下限)f(t)dt-x(上限)∫a(下限)f(t)dt=x+Δx(上限)∫x(下限)f(t)dt

而ΔΦ=x+Δx(上限)∫x(下限)f(t)dt=f(ξ)•Δx(ξ在x与x+Δx之间,可由定积分中的中值定理推得,

也可自己画个图,几何意义是非常清楚的。)

当Δx趋向于0也就是ΔΦ趋向于0时,ξ趋向于x,f(ξ)趋向于f(x),故有lim

Δx→0

ΔΦ/Δx=f(x)

可见这也是导数的定义,所以最后得出Φ’(x)=f(x)。

2、b(上限)∫a(下限)f(x)dx=F(b)-F(a),F(x)是f(x)的原函数。

证明:我们已证得Φ’(x)=f(x),故Φ(x)+C=F(x)

但Φ(a)=0(积分区间变为[a,a],故面积为0),所以F(a)=C

于是有Φ(x)+F(a)=F(x),当x=b时,Φ(b)=F(b)-F(a),

而Φ(b)=b(上限)∫a(下限)f(t)dt,所以b(上限)∫a(下限)f(t)dt=F(b)-F(a)

把t再写成x,就变成了开头的公式,该公式就是牛顿-莱布尼茨公式。

例子:求由∫(下限为2,上限为y)e^tdt+∫(下限为o,上限为x)costdt=0所确定的隐函数y对x的导数dy/dx

求1,∫(下限为-1,上限为1)(x-1)^3dx

2,

求由∫(下限为0,上限为5)|1-x|dx

3,求由∫(下限为-2,上限为2)x√x^2dx

解答:

e^(y)-e^(2)+sin(x)=0,y=ln(e^(2)-sin(x)),dy/dx=-cos(x)/(e^(2)-sin(x).

1).(x-1)^4/4|(-1,1)=(1-1))^4/4-(-1-1))^4/4=-4

2).∫(下限为0,上限为5)|1-x|dx=-∫(下限为0,上限为1)x-1dx+

∫(下限为1,上限为5)x-1dx=-(x-1)^2/2|(0,1)+(x-1)^2/2|(1,5)=17/2

x√x^2是奇函数,所以∫(下限为-2,上限为2)x√x^2dx=0

莱布尼茨法则,也称为乘积法则,是数学中关于两个函数的积的导数的一个计算法则。

莱布尼兹公式,也称为乘积法则,是数学中关于两个函数的积的导数的一个计算法则。不同于牛顿-莱布尼茨公式,莱布尼茨公式用于对两个函数的乘积求取其高阶导数。

一般的,如果函数u=u(x)与函数v=v(x)在点x处都具有n阶导数,那么此时有

莱布尼茨公式是导数计算中会使用到的一个公式,它是为了求取两函数乘积的高阶导数而产生的一个公式。

拓展资料:

微积分的创立者是牛顿和莱布尼茨,之所以说牛顿和莱布尼茨的创立者,事实上是因为他们把定积分与不定积分联系起来,从而建立了微分和积分相互联系的桥梁。

牛顿莱布尼茨公式,经常也被称为“微积分学基本定理”。

若函数f(x)在[a,b]上连续,且存在原函数F(x),则f(x)在[a,b]上可积,且F(x)是f(x)的一个原函数,则

这个公式叫做牛顿—莱布尼茨公式。

来自:百度百科


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