广义的积分中值定理

如题所述

广义积分中值定理分为积分第一中值定理和积分第二中值定理,它们各包含两个公式。

1、第一中值定理

在定积分中,有一个地位相当于微分学中的Lagrange值定理的中值定理,那就是积分第一中值定理(或者说,它是中值定理在一元积分学中的推广),它是说:若函数f(x)在区间[a,b]上连续,g(x)在[a,b] 上保号可积,则存在ξ∈ [a,b],使得下式成立。

∫(a,b)f(x)g(x)dx= f(ξ)∫(a,b)g(x)dx。

2、第二中值定理

积分第二中值定理是与积分第一中值定理相互独立的一个定理,属于积分中值定理。它可以用来证明Dirichlet-Abel反常Riemann积分判别法。

内容如下:若f,g在[a,b]上黎曼可积且f(x)在[a,b]上单调,则存在[a,b]上的点ξ使∫(a,b)f(x)g(x)dx=f(a)∫(a,ξ)g(x)dx+f(b)∫(b,ξ)g(x)dx。

积分中值定理的应用

1、简化

积分中值定理在应用中所起到的重要作用是可以使积分号去掉,或者使复杂的被积函数化为相对简单的被积函数,从而使问题简化。例如,在计算定积分时可以通过寻找一个中值点,将原积分转化为两个简单积分的和的形式,从而将复杂的积分问题简化为简单的积分问题。

2、求极限

在一些含有定积分式的函数极限的计算中,常常可以运用积分中值定理简化或转化问题。例如,当函数的极限形式为f(x)→∫(a,b)f(t)dt时,可以运用积分中值定理,将积分转化为函数的极限形式,从而简化问题,进而求出函数的极限值。

3、不等式证明

在不等式中含有两个以上积分的不等式时,根据被积函数所满足的条件,灵活运用积分中值定理,以达到证明不等式成立的目的。例如,当需要证明不等式∫(a,b)f(t)dt≤C时,可以运用积分中值定理,将积分转化为函数的不等式形式。

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