高等数学中积分中值定理的几个基本应用
摘 要:对于积分中值定理,在教材中提到的用法大多是去掉积分符号,把复杂的问题简单化,在解决积分不等式、含积分的极限等问题中,往往应用积分中值定理的这些作用,使得问题得到更容易的解决。
关键词:积分中值定理 应用
一、积分中值定理
定理:若函数f(x)在[a,b]上是连续的。那么至少存在一点 ,使得
成立。
推论:如果 上连续,并且g(x)在[a,b]上不变号,那么至少存在一点 使得 成立。[1]
二、积分中值定理的几个简单应用
积分中值定理在定积分的计算应用中具有重要的作用,下面我们给出几个具体的常见的例子,通过实际应用来加深对积分中值定理的理解。
1.中值定理应用于定积分不等式的证明和积分估计
(1)证明不等式 .
证:由积分中值定理
又因为
可得
.
(2)估计 的积分
解:设 ,那么f(x)在区间[0,1]上连续可导,且有
所以 ,又 ,则 ,
所以
而 ,所以
2.中值定理应用于含有定积分的极限的计算
(3)计算 其中 连续.
解:因为 连续,则由积分中值定理,可以得出
所以
3.积分中值定理在等式证明中的应用
(4)证明:如果f(x)在[a,b]上连续,g是连续可微的单调函数,那么存在 ,有
证:令 ,那么有
由已知g(x)是单调函数,所以g`(x)不变号,根据积分中值定理,存在
,使得
三、结论:
积分中值定理是积分学说中的一个重要结论,在数学学习中起到承前启后作用的重要枢纽。对于定积分的计算,证明等都有着不可忽视的作用,文中所举的例子并不算多,对比现在的研究来说是比较少的,并且在讨论时所给定的条件也相对单一。但是也给出了当今积分中值定理的大概研究方向。
参考文献
[1]华东师范大学数学系.数学分析/上册[M].高等教育出版社.1981.4(2007再版)
[2]刘宁. 强化积分中值定理结论,使其更具应用性.金华职业技术学院学报[J].2004.6
[3]Walter Rudin. Principles of Mathematical Analysis[M].Mc Graw Hill Education.
[4]龙爱芳,积分中值定理积分点研究的一个新结果[J].数学的实践与认知.2011.10
[5]戴嘉尊.数学物理方程.东南大学出版社[M].2002.2(2008再版)
[6]衡美芹.关于积分中值定理的进一步探讨[J]. 牡丹江教育学院学报,2011,02.
[7]华东师范大学数学系.数学分析/下册[M].高等教育出版社.1981.4(2007再版)
[8]季孝达,薛兴恒,陆英.数学物理方程[M].科学出版社.2005.7
[9]周燕. 积分中值定理的推广与应用[J]. 林区教学,2008,10.
作者简介:
朱碧 。 男,硕士,讲师,河南工业大学理学院
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