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微積分基本定理


微積分基本定理將導數積分相互關聯起來。這些關係既是重要的理論成就,也是實用的計算工具。雖然一些作者將這些關係視為一個由兩個“部分”組成的單一定理(例如,Kaplan 1999,第 218-219 頁),但每個部分更常被單獨提及。

雖然術語有所不同(有時甚至會發生轉置,例如,Anton 1984),但最常見的表述(例如,Apostol 1967,第 202 頁)認為微積分第一基本定理,也稱為“基本定理,第一部分”(例如,Sisson 和 Szarvas 2016,第 452 頁),指出,對於在開區間 I 上的實值連續函式 faI 中的任意數,如果 F 由下式定義

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

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

I 中的每個數處。

類似地,微積分第二基本定理的最常見表述(例如,Apostol 1967,第 205 頁),也稱為“基本定理,第二部分”(例如,Sisson 和 Szarvas 2016,第 456 頁),指出,如果 f 是在閉區間 [a,b] 上的實值連續函式,並且 Ff[a,b] 上的不定積分,則

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

這個結果雖然在初等微積分課程中很早就教授,但實際上是一個非常深刻的結果,它將純粹代數的不定積分和純粹分析(或幾何)的定積分聯絡起來。

微積分第三基本定理適用於沿曲線的積分(即路徑積分),並指出,如果 f(z) 在包含引數化曲線 gamma:z=z(t) (對於 alpha<=t<=beta) 的區域 R 中具有連續不定積分 F(z),則

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

(Krantz 1999,第 22 頁)。


另請參閱

微積分, 定積分, 微積分第一基本定理, 不定積分, 積分, 微積分第二基本定理 在 課堂中探索此主題

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參考文獻

Anton, H. 解析幾何微積分,第 2 版。 New York: Wiley, 1984.Apostol, T. M. '不定積分的導數。微積分第一基本定理' 和 '原函式和微積分第二基本定理'。§5.1 和 5.3 in 微積分,第 2 版,第 1 卷:單變數微積分,線性代數導論。 Waltham, MA: Blaisdell, 1967.Kaplan, W. 高等微積分,第 3 版。 Reading, MA: Addison-Wesley, 1984.Krantz, S. G. "沿曲線的微積分基本定理。" §2.1.5 in 複變函式手冊。 Boston, MA: Birkhäuser, 1999.Sisson, P. and Szarvas, T. 單變數微積分,早期超越函式。 Mount Pleasant, SC: Hawkes Learning, 2016.

在 中引用

微積分基本定理

請引用為

Weisstein, Eric W. "微積分基本定理。" 來自 網路資源。 https://mathworld.tw/FundamentalTheoremsofCalculus.html

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