牛頓萊布尼茨公式
牛頓萊布尼茨公式的內容是一個連續函數在區間[a,b]上的定積分等於它的任意一個原函數在區間[a,b]上的增量。牛頓-萊布尼茲公式,通常也被稱為微積分基本定理,揭示了定積分與被積函數的原函數或者不定積分之間的聯繫。
定理意義:牛頓-萊布尼茨公式的發現,使人們找到了解決曲線的長度,曲線圍成的面積和曲面圍成的體積這些問題的一般方法。它簡化了定積分的計算,只要知道被積函數的原函數,總可以求出定積分的精確值或一定精度的近似值。
定理理解:比如路程公式:距離s=速度v乘以時間t,即s=v*t,那麼如果t是從時間a開始計算到時間b為止,t=b-a,而如果v不能在這個時間段內保持均速,那麼上面的這個公式(s=v*t,t=b-a)就不能和諧的得到正確結果,於是引出了定積分的概念。
牛頓-萊布尼茨公式給定積分提供了一個有效而簡便的計算方法,大大簡化了定積分的計算過程。定積分一般定理:定理1:設f(x)在區間[a,b]上連續,則f(x)在[a,b]上可積。定理2:設f(x)區間[a,b]上有界,且只有有限個間斷點,則f(x)在[a,b]上可積。定理3:設f(x)在區間[a,b]上單調,則f(x)在[a,b]上可積。
牛頓萊布尼茨公式是什麼?
若函數f(x)在[a,b]上連續,且存在原函數F(x),則f(x)在[a,b]上可積,且
b(上限)∫a(下限)f(x)dx=F(b)-F(a)
這即為牛頓—萊布尼茨公式。
牛頓-萊布尼茨公式的意義就在於把不定積分與定積分聯繫了起來,也讓定積分的運算有了一個完善、令人滿意的方法。下面就是該公式的證明全過程:
編輯本段對函數f(x)於區間[a,b]上的定積分表達為:
b∫a*f(x)dx
現在我們把積分區間的上限作為一個變量,這樣我們就定義了一個新的函數:
Φ(x)=
x∫a*f(x)dx
但是這裏x出現了兩種意義,一是表示積分上限,二是表示被積函數的自變量,但定積分中被積函數的自變量取一個定值是沒意義的。為了只表示積分上限的變動,我們把被積函數的自變量改成別的字母如t,這樣意義就非常清楚了:
Φ(x)=
x∫a*f(t)dt
編輯本段研究這個函數Φ(x)的性質:
1、定義函數Φ(x)=
x(上限)∫a(下限)f(t)dt,則Φ
與格林公式和高斯公式的聯繫
’(x)=f(x)。
證明:讓函數Φ(x)獲得增量Δx,則對應的函數增量
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
顯然,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與x+Δx之間,可由定積分中的中值定理推得,
也可自己畫個圖,幾何意義是非常清楚的。)
當Δx趨向於0也就是ΔΦ趨向於0時,ξ趨向於x,f(ξ)趨向於f(x),故有lim
Δx→0
ΔΦ/Δx=f(x)
可見這也是導數的定義,所以最後得出Φ’(x)=f(x)。
2、b(上限)∫a(下限)f(x)dx=F(b)-F(a),F(x)是f(x)的原函數。
證明:我們已證得Φ’(x)=f(x),故Φ(x)+C=F(x)
但Φ(a)=0(積分區間變為[a,a],故面積為0),所以F(a)=C
於是有Φ(x)+F(a)=F(x),當x=b時,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再寫成x,就變成了開頭的公式,該公式就是牛頓-萊布尼茨公式。
例子:求由∫(下限為2,上限為y)e^tdt+∫(下限為o,上限為x)costdt=0所確定的隱函數y對x的導數dy/dx
求1,∫(下限為-1,上限為1)(x-1)^3dx
2,
求由∫(下限為0,上限為5)|1-x|dx
3,求由∫(下限為-2,上限為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).∫(下限為0,上限為5)|1-x|dx=-∫(下限為0,上限為1)x-1dx+
∫(下限為1,上限為5)x-1dx=-(x-1)^2/2|(0,1)+(x-1)^2/2|(1,5)=17/2
x√x^2是奇函數,所以∫(下限為-2,上限為2)x√x^2dx=0
牛頓萊布尼茨公式
牛頓-萊布尼茨公式(Newton-Leibniz formula),通常也被稱為微積分基本定理,揭示了定積分與被積函數的原函數或者不定積分之間的聯繫。
牛頓-萊布尼茨公式的內容是一個連續函數在區間 [ a,b ] 上的定積分等於它的任意一個原函數在區間[ a,b ]上的增量。牛頓在1666年寫的《流數簡論》中利用運動學描述了這一公式,1677年,萊布尼茨在一篇手稿中正式提出了這一公式。因為二者最早發現了這一公式,於是命名為牛頓-萊布尼茨公式。
牛頓-萊布尼茨公式給定積分提供了一個有效而簡便的計算方法,大大簡化了定積分的計算過程。牛頓-萊布尼茨公式的發現,使人們找到了解決曲線的長度,曲線圍成的面積和曲面圍成的體積這些問題的一般方法。它簡化了定積分的計算,只要知道被積函數的原函數,總可以求出定積分的精確值或一定精度的近似值。
牛頓-萊布尼茨公式是聯繫微分學與積分學的橋樑,它是微積分中最基本的公式之一。它證明了微分與積分是可逆運算,同時在理論上標誌着微積分完整體系的形成,從此微積分成為一門真正的學科。
牛頓-萊布尼茨公式是積分學理論的主幹,利用牛頓一萊布尼茨公式可以證明定積分換元公式,積分第一中值定理和積分型餘項的泰勒公式。牛頓-萊布尼茨公式還可以推廣到二重積分與曲線積分,從一維推廣到多維。
牛頓-萊布尼茨公式的意義及用法是什麼?
牛頓-萊布尼茨公式的意義:
1、牛頓-萊布尼茨公式是聯繫微分學與積分學的橋樑,它是微積分中最基本的公式之一。它證明了微分與積分是可逆運算,同時在理論上標誌着微積分完整體系的形成,從此微積分成為一門真正的學科。
2、牛頓-萊布尼茨公式是積分學理論的主幹,利用牛頓一萊布尼茨公式可以證明定積分換元公式,積分第一中值定理和積分型餘項的泰勒公式。牛頓-萊布尼茨公式還可以推廣到二重積分與曲線積分,從一維推廣到多維。
牛頓-萊布尼茨公式的用法:
1、牛頓-萊布尼茨公式在物理學上也有廣泛的應用,計算運動物體的路程,計算變力沿直線所做的功以及物體之間的萬有引力。
2、牛頓-萊布尼茨公式促進了其他數學分支的發展,該公式在微分方程,傅里葉變換,概率論,複變函數等數學分支中都有體現。
擴展資料:
1、牛頓-萊布尼茨公式的內容是一個連續函數在區間[a,b]上的定積分等於它的任意一個原函數在區間[a,b]上的增量。牛頓在1666年寫的《流數簡論》中利用運動學描述了這一公式,1677年,萊布尼茨在一篇手稿中正式提出了這一公式。因為二者最早發現了這一公式,於是命名為牛頓-萊布尼茨公式。
2、牛頓-萊布尼茨公式,表明某函數的定積分可以用該函數的任意一個反導函數來計算。這一部分是微積分或數學分析中相當關鍵且應用很廣的一個定理,因為它大大簡化了定積分的計算。
牛頓布萊尼茨公式是什麼 推導過程有哪些
牛頓布萊尼茨公式通常也被稱為微積分基本定理,揭示了定積分與被積函數的原函數或者不定積分之間的聯繫。那麼,牛頓布萊尼茨公式是什麼呢?下面我整理了一些相關信息,供大家參考!
牛頓布萊尼茨公式牛頓-萊布尼茲公式,又稱為微積分基本定理,其內容是:
若函數f(x)在閉區間[a,b]上連續,且存在原函數F(x),則f(x)在[a,b]上可積,且
從a到b的定積分(積分號下限為a上限為b):∫f(x)dx=F(b)-F(a)
其意義就在於把不定積分與定積分聯繫了起來,也讓定積分的運算有了一個完善、令人滿意的方法.
牛頓布萊尼茨公式證明過程證明:設:F(x)在區間(a,b)上可導,將區間n等分,分點依次是x1,x2,…xi…x(n-1),記a=x0,b=xn,每個小區間的長度為Δx=(b-a)/n,
則F(x)在區間[x(i-1),xi]上的變化為F(xi)-F(x(i-1))(i=1,2,3…)
當Δx很小時,
F(x1)-F(x0)=F’(x1)*Δx
F(x2)-F(x1)=F’(x2)*Δx
……
F(xn)-F(x(n-1))=F’(xn)*Δx
所以,
F(b)-F(a)=F’(x1)*Δx+ F’(x2)*Δx+…+ F’(xn)*Δx
當n→+∞時,∫(a,b)F’(x)dx=F(b)-F(a)
牛頓布萊尼茨公式意義牛頓-萊布尼茨公式的發現,使人們找到了解決曲線的長度,曲線圍成的面積和曲面圍成的體積這些問題的一般方法。它簡化了定積分的計算,只要知道被積函數的原函數,總可以求出定積分的精確值或一定精度的近似值。
牛頓-萊布尼茨公式是聯繫微分學與積分學的橋樑,它是微積分中最基本的公式之一。它證明了微分與積分是可逆運算,同時在理論上標誌着微積分完整體系的形成,從此微積分成為一門真正的學科。
牛頓-萊布尼茨公式是積分學理論的主幹,利用牛頓一萊布尼茨公式可以證明定積分換元公式,積分第一中值定理和積分型餘項的泰勒公式。牛頓-萊布尼茨公式還可以推廣到二重積分與曲線積分,從一維推廣到多維。
牛頓布萊尼茲公式
牛頓-萊布尼茲公式(Newton-Leibnizformula),通常也被稱為微積分基本定理,揭示了定積分與被積函數的原函數或者不定積分之間的聯繫,牛頓-萊布尼茨公式的內容是:若函數f(x)在[a,b]上連續,且存在原函數F(x),則f(x)在[a,b]上可積,則這即為牛頓-萊布尼茨公式,牛頓在1666年寫的《流數簡論》中利用運動學描述了這一公式,1677年,萊布尼茨在一篇手稿中正式提出了這一公式,因為二者最早發現了這一公式,於是命名為牛頓-萊布尼茨公式,牛頓-萊布尼茨公式給定積分提供了一個有效而簡便的計算方法,大大簡化了定積分的計算過程。
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