微積分基本定理

 

        微積分基本定理建立起微分與積分的關係,由此關係可看出,微分與積分類似兩個互為可逆的運算,如平方及開方。若將一連續函數積分,得到一新的函數(為原來函數之不定積分),再將此新函數微分,可得回原來的函數。如取,則

f 之一不定積分,再經微分後得

  a

定理.(微積分基本定理的第一部分). 設對f可積。給定一 ,定義下述函數

則對,只要 f x 連續,A 便在 x 可微,且

  a

        上述定理指出,在適當的條件下(即 fx 要連續),若欲將一函數積分後所得之新函數再微分,則可省卻一開始之積分過程,新函數在 x 之導數即為原來函數在 x 之值。

例 1.求連續函數 f 使其滿足

。 

 a

定義. 函數 F  若滿足 ,便稱為函數 f 之反導數。

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         例如,sine 函數為 cosine 函數在任一區間之一反導數(因 )。一函數之反導數並不唯一,此因若找到 f 之一反導數 F,則 F+C,其中 C 為一常數,亦為 f 之一反導數。也就是同一函數之二反導數的差為一常數。

        微積分基本定理的第一部份告訴我們,對一連續函數,經由積分,可得其一反導數。此結果再加上任二反導數之差為一常數,便得微積分基本定理的第二部分。

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定理.(微積分基本定理的第二部分). 設 f 在開區間上連續,且 F  為 f 上之一反導數。則對

  a   

f [s , x] 上之積分,若能找到 f 之一反導數 F,便立即可得了。

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例 2. 以求反導數的方法求,其中為有理數。 

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進一步閱讀資料:黃文璋(2002). 微積分基本定理。微積分講義第三章,國立高雄大學應用數學系。