牛顿莱布尼茨公式

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牛顿莱布尼茨公式的内容是一个连续函数在区间[a,b]上的定积分等于它的任意一个原函数在区间[a,b]上的增量。牛顿-莱布尼兹公式,通常也被称为微积分基本定理,揭示了定积分与被积函数的原函数或者不定积分之间的联系。

牛顿莱布尼茨公式

定理意义:牛顿-莱布尼茨公式的发现,使人们找到了解决曲线的长度,曲线围成的面积和曲面围成的体积这些问题的一般方法。它简化了定积分的计算,只要知道被积函数的原函数,总可以求出定积分的精确值或一定精度的近似值。

定理理解:比如路程公式:距离s=速度v乘以时间t,即s=v*t,那么如果t是从时间a开始计算到时间b为止,t=b-a,而如果v不能在这个时间段内保持均速,那么上面的这个公式(s=v*t,t=b-a)就不能和谐的得到正确结果,于是引出了定积分的概念。

牛顿-莱布尼茨公式给定积分提供了一个有效而简便的计算方法,大大简化了定积分的计算过程。定积分一般定理:定理1:设f(x)在区间[a,b]上连续,则f(x)在[a,b]上可积。定理2:设f(x)区间[a,b]上有界,且只有有限个间断点,则f(x)在[a,b]上可积。定理3:设f(x)在区间[a,b]上单调,则f(x)在[a,b]上可积。



牛顿莱布尼茨公式是什么?

若函数f(x)在[a,b]上连续,且存在原函数F(x),则f(x)在[a,b]上可积,且

b(上限)∫a(下限)f(x)dx=F(b)-F(a)

这即为牛顿—莱布尼茨公式。

牛顿-莱布尼茨公式的意义就在于把不定积分与定积分联系了起来,也让定积分的运算有了一个完善、令人满意的方法。下面就是该公式的证明全过程:

编辑本段对函数f(x)于区间[a,b]上的定积分表达为:

b∫a*f(x)dx

现在我们把积分区间的上限作为一个变量,这样我们就定义了一个新的函数:

Φ(x)=

x∫a*f(x)dx

但是这里x出现了两种意义,一是表示积分上限,二是表示被积函数的自变量,但定积分中被积函数的自变量取一个定值是没意义的。为了只表示积分上限的变动,我们把被积函数的自变量改成别的字母如t,这样意义就非常清楚了:

Φ(x)=

x∫a*f(t)dt

编辑本段研究这个函数Φ(x)的性质:

1、定义函数Φ(x)=

x(上限)∫a(下限)f(t)dt,则Φ

与格林公式和高斯公式的联系

’(x)=f(x)。

证明:让函数Φ(x)获得增量Δx,则对应的函数增量

ΔΦ=Φ(x+Δx)-Φ(x)=x+Δx(上限)∫a(下限)f(t)dt-x(上限)∫a(下限)f(t)dt

显然,x+Δx(上限)∫a(下限)f(t)dt-x(上限)∫a(下限)f(t)dt=x+Δx(上限)∫x(下限)f(t)dt

而ΔΦ=x+Δx(上限)∫x(下限)f(t)dt=f(ξ)•Δx(ξ在x与x+Δx之间,可由定积分中的中值定理推得,

也可自己画个图,几何意义是非常清楚的。)

当Δx趋向于0也就是ΔΦ趋向于0时,ξ趋向于x,f(ξ)趋向于f(x),故有lim

Δx→0

ΔΦ/Δx=f(x)

可见这也是导数的定义,所以最后得出Φ’(x)=f(x)。

2、b(上限)∫a(下限)f(x)dx=F(b)-F(a),F(x)是f(x)的原函数。

证明:我们已证得Φ’(x)=f(x),故Φ(x)+C=F(x)

但Φ(a)=0(积分区间变为[a,a],故面积为0),所以F(a)=C

于是有Φ(x)+F(a)=F(x),当x=b时,Φ(b)=F(b)-F(a),

而Φ(b)=b(上限)∫a(下限)f(t)dt,所以b(上限)∫a(下限)f(t)dt=F(b)-F(a)

把t再写成x,就变成了开头的公式,该公式就是牛顿-莱布尼茨公式。

例子:求由∫(下限为2,上限为y)e^tdt+∫(下限为o,上限为x)costdt=0所确定的隐函数y对x的导数dy/dx

求1,∫(下限为-1,上限为1)(x-1)^3dx

2,

求由∫(下限为0,上限为5)|1-x|dx

3,求由∫(下限为-2,上限为2)x√x^2dx

解答:

e^(y)-e^(2)+sin(x)=0,y=ln(e^(2)-sin(x)),dy/dx=-cos(x)/(e^(2)-sin(x).

1).(x-1)^4/4|(-1,1)=(1-1))^4/4-(-1-1))^4/4=-4

2).∫(下限为0,上限为5)|1-x|dx=-∫(下限为0,上限为1)x-1dx+

∫(下限为1,上限为5)x-1dx=-(x-1)^2/2|(0,1)+(x-1)^2/2|(1,5)=17/2

x√x^2是奇函数,所以∫(下限为-2,上限为2)x√x^2dx=0

牛顿莱布尼茨公式

牛顿-莱布尼茨公式(Newton-Leibniz formula),通常也被称为微积分基本定理,揭示了定积分与被积函数的原函数或者不定积分之间的联系。

牛顿-莱布尼茨公式的内容是一个连续函数在区间 [ a,b ] 上的定积分等于它的任意一个原函数在区间[ a,b ]上的增量。牛顿在1666年写的《流数简论》中利用运动学描述了这一公式,1677年,莱布尼茨在一篇手稿中正式提出了这一公式。因为二者最早发现了这一公式,于是命名为牛顿-莱布尼茨公式。

牛顿-莱布尼茨公式给定积分提供了一个有效而简便的计算方法,大大简化了定积分的计算过程。牛顿-莱布尼茨公式的发现,使人们找到了解决曲线的长度,曲线围成的面积和曲面围成的体积这些问题的一般方法。它简化了定积分的计算,只要知道被积函数的原函数,总可以求出定积分的精确值或一定精度的近似值。

牛顿-莱布尼茨公式是联系微分学与积分学的桥梁,它是微积分中最基本的公式之一。它证明了微分与积分是可逆运算,同时在理论上标志着微积分完整体系的形成,从此微积分成为一门真正的学科。

牛顿-莱布尼茨公式是积分学理论的主干,利用牛顿一莱布尼茨公式可以证明定积分换元公式,积分第一中值定理和积分型余项的泰勒公式。牛顿-莱布尼茨公式还可以推广到二重积分与曲线积分,从一维推广到多维。    

牛顿-莱布尼茨公式的意义及用法是什么?

牛顿-莱布尼茨公式的意义:

1、牛顿-莱布尼茨公式是联系微分学与积分学的桥梁,它是微积分中最基本的公式之一。它证明了微分与积分是可逆运算,同时在理论上标志着微积分完整体系的形成,从此微积分成为一门真正的学科。

2、牛顿-莱布尼茨公式是积分学理论的主干,利用牛顿一莱布尼茨公式可以证明定积分换元公式,积分第一中值定理和积分型余项的泰勒公式。牛顿-莱布尼茨公式还可以推广到二重积分与曲线积分,从一维推广到多维。

牛顿-莱布尼茨公式的用法:

1、牛顿-莱布尼茨公式在物理学上也有广泛的应用,计算运动物体的路程,计算变力沿直线所做的功以及物体之间的万有引力。

2、牛顿-莱布尼茨公式促进了其他数学分支的发展,该公式在微分方程,傅里叶变换,概率论,复变函数等数学分支中都有体现。

扩展资料:

1、牛顿-莱布尼茨公式的内容是一个连续函数在区间[a,b]上的定积分等于它的任意一个原函数在区间[a,b]上的增量。牛顿在1666年写的《流数简论》中利用运动学描述了这一公式,1677年,莱布尼茨在一篇手稿中正式提出了这一公式。因为二者最早发现了这一公式,于是命名为牛顿-莱布尼茨公式。

2、牛顿-莱布尼茨公式,表明某函数的定积分可以用该函数的任意一个反导函数来计算。这一部分是微积分或数学分析中相当关键且应用很广的一个定理,因为它大大简化了定积分的计算。

牛顿布莱尼茨公式是什么 推导过程有哪些

牛顿布莱尼茨公式通常也被称为微积分基本定理,揭示了定积分与被积函数的原函数或者不定积分之间的联系。那么,牛顿布莱尼茨公式是什么呢?下面我整理了一些相关信息,供大家参考!

牛顿布莱尼茨公式

牛顿-莱布尼兹公式,又称为微积分基本定理,其内容是:

若函数f(x)在闭区间[a,b]上连续,且存在原函数F(x),则f(x)在[a,b]上可积,且

从a到b的定积分(积分号下限为a上限为b):∫f(x)dx=F(b)-F(a)

其意义就在于把不定积分与定积分联系了起来,也让定积分的运算有了一个完善、令人满意的方法.

牛顿布莱尼茨公式证明过程

证明:设:F(x)在区间(a,b)上可导,将区间n等分,分点依次是x1,x2,…xi…x(n-1),记a=x0,b=xn,每个小区间的长度为Δx=(b-a)/n,

则F(x)在区间[x(i-1),xi]上的变化为F(xi)-F(x(i-1))(i=1,2,3…)

当Δx很小时,

F(x1)-F(x0)=F’(x1)*Δx

F(x2)-F(x1)=F’(x2)*Δx

……

F(xn)-F(x(n-1))=F’(xn)*Δx

所以,

F(b)-F(a)=F’(x1)*Δx+ F’(x2)*Δx+…+ F’(xn)*Δx

当n→+∞时,∫(a,b)F’(x)dx=F(b)-F(a)

牛顿布莱尼茨公式意义

牛顿-莱布尼茨公式的发现,使人们找到了解决曲线的长度,曲线围成的面积和曲面围成的体积这些问题的一般方法。它简化了定积分的计算,只要知道被积函数的原函数,总可以求出定积分的精确值或一定精度的近似值。

牛顿-莱布尼茨公式是联系微分学与积分学的桥梁,它是微积分中最基本的公式之一。它证明了微分与积分是可逆运算,同时在理论上标志着微积分完整体系的形成,从此微积分成为一门真正的学科。

牛顿-莱布尼茨公式是积分学理论的主干,利用牛顿一莱布尼茨公式可以证明定积分换元公式,积分第一中值定理和积分型余项的泰勒公式。牛顿-莱布尼茨公式还可以推广到二重积分与曲线积分,从一维推广到多维。

牛顿布莱尼兹公式

牛顿-莱布尼兹公式(Newton-Leibnizformula),通常也被称为微积分基本定理,揭示了定积分与被积函数的原函数或者不定积分之间的联系,牛顿-莱布尼茨公式的内容是:若函数f(x)在[a,b]上连续,且存在原函数F(x),则f(x)在[a,b]上可积,则这即为牛顿-莱布尼茨公式,牛顿在1666年写的《流数简论》中利用运动学描述了这一公式,1677年,莱布尼茨在一篇手稿中正式提出了这一公式,因为二者最早发现了这一公式,于是命名为牛顿-莱布尼茨公式,牛顿-莱布尼茨公式给定积分提供了一个有效而简便的计算方法,大大简化了定积分的计算过程。

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