科 目:数学
知识点:几个常用定积分公式的证法及其在简化计算中的应用
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这类命题的证明一般要作辅助函数(),然后利用零点定理或罗尔定理证之.
1. 由两端被积函数的中间变量确定变量代换
(I)所证定积分等式(以下简称等式)两端,积分限相同,被积函数相同;或所含抽象函数相同,但其(中间)变量不同,一端为积分变量,另一端为其(线性)函数.可将其中一端的积分变量换为新变量,再令它们相等,即得所求的变量代换
例【472】设 在 上连续,且 , 求
解:依题意可得:
例【473】 计算
解:因为套用
可得:
()等式两端被积函数相同或所含抽象函数相同,但其中间变量不同,且积分限也不同,可仍从中间变量之不同考虑,仿(一)作变量代换.
例【478】设 是连续函数,证明
解:令 可得
2. 由等式两端积分限(积分区间)的关系确定变量代换
**(I)两积分区间不同,且有包含关系:等式一端的积分区间包含另一端的积分区间.利用积分区间的可加性,将一积分(例如积分区间长的积分)改写为若干个定积分之和,使其中一个恰为等式另一端的某个积分,然后按本节前述方法作变量代换
**
例【479】 设 在 上连续, 证明
并由此证明:
证明:因为
与所证的等式比较知,只⿱雨市证明
事实上, 令 , 则 时, , 有
(1)套公式可得:
(2)同理可得:
()等式两端被积函数及其中间变量都相同,但其积分限不同,常由两组积分限的关系求出变量代换
例【484】 设 是 上连续的偶函数.证明
证明:依题意可得:
右端后三个积分的积分限与右端第一个的比较易知,对它们应分别作变量代换
并利用 的性质,即得(公式可左右滑动)