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微积分基本定理


微积分基本定理将导数积分相互关联起来。这些关系既是重要的理论成就,也是实用的计算工具。虽然一些作者将这些关系视为一个由两个“部分”组成的单一定理(例如,Kaplan 1999,第 218-219 页),但每个部分更常被单独提及。

虽然术语有所不同(有时甚至会发生转置,例如,Anton 1984),但最常见的表述(例如,Apostol 1967,第 202 页)认为微积分第一基本定理,也称为“基本定理,第一部分”(例如,Sisson 和 Szarvas 2016,第 452 页),指出,对于在开区间 I 上的实值连续函数 faI 中的任意数,如果 F 由下式定义

 F(x)=int_a^xf(t)dt,
(1)

 F^'(x)=f(x)
(2)

I 中的每个数处。

类似地,微积分第二基本定理的最常见表述(例如,Apostol 1967,第 205 页),也称为“基本定理,第二部分”(例如,Sisson 和 Szarvas 2016,第 456 页),指出,如果 f 是在闭区间 [a,b] 上的实值连续函数,并且 Ff[a,b] 上的不定积分,则

 int_a^bf(x)dx=F(b)-F(a).
(3)

这个结果虽然在初等微积分课程中很早就教授,但实际上是一个非常深刻的结果,它将纯粹代数的不定积分和纯粹分析(或几何)的定积分联系起来。

微积分第三基本定理适用于沿曲线的积分(即路径积分),并指出,如果 f(z) 在包含参数化曲线 gamma:z=z(t) (对于 alpha<=t<=beta) 的区域 R 中具有连续不定积分 F(z),则

 int_gammaf(z)dz=F(z(beta))-F(z(alpha)).
(4)

(Krantz 1999,第 22 页)。


另请参阅

微积分, 定积分, 微积分第一基本定理, 不定积分, 积分, 微积分第二基本定理 在 MathWorld 课堂中探索此主题

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参考文献

Anton, H. 解析几何微积分,第 2 版。 New York: Wiley, 1984.Apostol, T. M. '不定积分的导数。微积分第一基本定理' 和 '原函数和微积分第二基本定理'。§5.1 和 5.3 in 微积分,第 2 版,第 1 卷:单变量微积分,线性代数导论。 Waltham, MA: Blaisdell, 1967.Kaplan, W. 高等微积分,第 3 版。 Reading, MA: Addison-Wesley, 1984.Krantz, S. G. "沿曲线的微积分基本定理。" §2.1.5 in 复变函数手册。 Boston, MA: Birkhäuser, 1999.Sisson, P. and Szarvas, T. 单变量微积分,早期超越函数。 Mount Pleasant, SC: Hawkes Learning, 2016.

在 Wolfram|Alpha 中引用

微积分基本定理

请引用为

Weisstein, Eric W. "微积分基本定理。" 来自 MathWorld--Wolfram 网络资源。 https://mathworld.net.cn/FundamentalTheoremsofCalculus.html

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