

,
где
- интегральная сумма функции
при ![]()
,
- интегральная сумма
функции
при ![]()
Присвоим
- ому интервалу номер ![]()
![]()
Тогда имеем


,
чему соответствует рассматриваемое равенство.
Основные теоремы.
Теорема 1.
Если
![]()
на
интервале
, то на этом интервале

Пусть
![]()
.
Тогда 
, где
- интегральная сумма. Пусть также 
или
. Очевидно, что при
число
положительным быть не может:

что и требовалось доказать.
Теорема 2. Если на интервале
выполняется неравенство
, то
имеет место оценка интеграла ![]()

![]()
Неравенство
можно записать в виде

Применив к ним предыдущую теорему, получим

или, согласно свойствам интеграла:







- длина отрезка, то
или
. Точно также получим
, что и требовалось доказать.
Средним
значением определенного интеграла
называется число,
равное 
Теорема о среднем значении определенного интеграла.
Пусть
существует
и
-
наименьшее и наибольшее значения функции
при
![]()
.
Тогда найдется такое число ![]()
,
что

Так
как
, то по теореме 2 имеем

Разделив
на
, получим


Здесь
– значение непрерывной функции в
фиксированной точке.
называется интегралом с переменным верхним
пределом для функции
непрерывной
при ![]()
![]()
Такой
интеграл является функцией верхнего предела и поэтому обозначен как
.
Теорема.
Любая непрерывная на интервале
функция
имеет на этом интервале первообразную. Одной из таких
первообразных является интеграл с переменным пределом

Требуется
доказать, что между функциями
и
при ![]()
имеет место равенство
. По
определению производной имеем

,
где ![]()
![]()


По теореме о среднем значении
где
заключено
между
.
Тогда![]()
![]()
![]()
![]()
в
силу непрерывности
.
Формула Ньютона-Лейбница.
- основная формула интегрального
исчисления,
- первообразная для
функции
на интервале
.
Согласно предыдущей теореме
.
Положим
. Тогда
или
.
.
Положим
.Тогда 
Теорема о замене переменной в определенном интеграле.
Пусть
функция
непрерывна на замкнутом интервале
, который является множеством значений функции
,
определённой для
и имеющей на этом множестве непрерывную
производную. Кроме того,
,
.
Тогда имеет место формула

Рассмотрим одну из
первообразных
функции
.
По формуле Ньютона-Лейбница имеем
и покажем, что правая
часть такая же. Возьмём функцию
и продифференцируем её:
, где
использовано определение первообразной по аргументу
:
.
Тогда функция
– первообразная для подынтегральной
функции
и по формуле Ньютона-Лейбница получим
или
согласно условию теоремы
.
Теорема об интегрировании по частям.
Пусть функции
и
имеют
непрерывные производные на множестве
. Тогда имеет место
формула 
Так как
, то эту формулу можно записать
.
Легко видеть, что функция
является первообразной
для функции
и по формуле Ньютона-Лейбница
.
Отсюда и получается искомое выражение.
Геометрические положения определённого интеграла.
1. Площадь криволинейной трапеции.
Пусть на множестве
задана непрерывная или кусочно-непрерывная
функция
, графиком которой является некоторая
линия. Проведём две прямые
и
,
и
получим криволинейную трапецию, образованную заданной линией, прямыми
,
и
отрезком оси абсцисс
. Составим интегральную сумму
, где
–
площадь i-ой криволинейной трапеции. Тогда, согласно определению определённого
интеграла получим
,
при
и
– элемент
площади – бесконечно малая величина первого порядка.
2. Длина линии.
А) Декартово задание функции.
Пусть на множестве
, задана функция
,
имеющая внутри этого множества непрерывную производную. Тогда на декартовой
координатной проекции имеем линию, длина которой
неизвестна.
Разобьем линию на
частей, длина каждого из которых
. Проведём прямые
,
и при их пересечении с линией получим
точки с координатами
и
,
.
Проведя через точку
прямую
,
получим криволинейный треугольник со сторонами, равными
и
. Соединив отрезком прямой точки
, получим прямоугольный треугольник с
гипотенузой, равной 
Суммируем длины участков линии
.
Переходя к пределу при
и
(или
), получим по определению определённого
интеграла длину линии
:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.