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建立起積分與微分之間橋梁的一個(gè)重要等式

 自石灣泿花飛舞 2019-03-25

如下公式對(duì)學(xué)過微積分伙伴揮一揮衣袖就可以知道結(jié)果,就是這樣一個(gè)公式建立了積分與導(dǎo)數(shù)之間的聯(lián)系,它是如此的重要,最終說明了積分與微分的過程是互逆的。

首先f(x)在區(qū)間上是連續(xù)的,這一點(diǎn)是必須要滿足的

積分形式

建立起積分與微分之間橋梁的一個(gè)重要等式

微分形式

建立起積分與微分之間橋梁的一個(gè)重要等式

它告訴我們對(duì)每個(gè)連續(xù)函數(shù)f,微分方程dF/dX=f(X)有一個(gè)解。它斷言每個(gè)連續(xù)函數(shù)f是另外一個(gè)函數(shù)的導(dǎo)數(shù)。這正是

建立起積分與微分之間橋梁的一個(gè)重要等式

它申明每個(gè)連續(xù)函數(shù)必有一個(gè)反導(dǎo)數(shù)(積分函數(shù)),最終說明了積分和微分的過程是互逆的。

對(duì)上述公式的嚴(yán)格證明教材上已經(jīng)表現(xiàn)的淋漓盡致,所以本篇僅從幾何上來描述它的直觀意義。

幾何解釋:

f從a到x的積分是夾在f的圖形及從a到x的x軸之間的區(qū)域的面積。設(shè)想公共汽車擋風(fēng)玻璃上被清洗雨滴的刷掃過的區(qū)域。當(dāng)雨刷移動(dòng)通過x時(shí),被清洗區(qū)域的速度正是垂直刷的高度f(X)

建立起積分與微分之間橋梁的一個(gè)重要等式

f在連接x和x h的區(qū)間上取一個(gè)值,即對(duì)于這個(gè)區(qū)間的某個(gè)數(shù)c(中值定理)

建立起積分與微分之間橋梁的一個(gè)重要等式

當(dāng)h趨于0時(shí),f(c)如何變化呢?h趨于0時(shí),端點(diǎn)x h趨于x,推動(dòng)c在它的前面像推動(dòng)套在金屬絲上的一粒珠子。

建立起積分與微分之間橋梁的一個(gè)重要等式

于是c趨于x,因?yàn)閒在x連續(xù),f(c)趨于f(x)

建立起積分與微分之間橋梁的一個(gè)重要等式

于是我們就有非常直觀的結(jié)論

建立起積分與微分之間橋梁的一個(gè)重要等式

最終建立了積分與導(dǎo)數(shù)之間的聯(lián)系,說明了積分與微分的過程是互逆的。

建立起積分與微分之間橋梁的一個(gè)重要等式

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