微积分基本定理将导数和积分相互关联起来。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 上的实值连续函数
和
为
中的任意数,如果
由下式定义
(1)
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则
(2)
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在 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 是在闭区间
上的实值连续函数,并且
是
在
上的不定积分,则
(3)
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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 在包含参数化曲线
(对于
) 的区域
中具有连续的不定积分
,则
(4)
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(Krantz 1999,第 22 页)。