定义

存在原函数

如果函数f(x)在区间Ⅰ上连续,那么在区间Ⅰ上存在可导函数F(x),使得对任一x ∈Ⅰ都有F'(x)= f(x),即连续函数一定有原函数。

可积

如果f(x)在[a,b]上的定积分存在,那么就说f(x)在[a,b]上可积.

差别

可以从定义看到,存在原函数是导数的性质,定积分存在是定积分的性质。

但是这类题目一出我就头蒙,不知道从何下手,关键在于满足什么条件能推出原函数或可积(一般题目也是这样考察的)

存在原函数条件

  • 连续函数必存在原函数(不论开闭区间)
  • 对于含有第一类间断点无穷间断点的函数在包含该间断点的区间内必无原函数
  • 对于含有振荡间断点的函数在包含该间断点的区间内可能有原函数;

可积条件

  • 设f(x)在区间[a,b](闭区间)上连续,则f(x)在[a,b]上可积
  • f(x)在[a,b]上有有限个第一类间断点,则f(x)可积
  • f(x)在[a,b]上有界,且只有有限个间断点(什么类型都可以),则f(x)可积。
  • 如果f(x)在区间[a,b]上无界,则f(x)在[a,b]上必不可积.

点2很有意思,可积竟然允许存在第一类间断点?实际上再看一遍可积的定义,只要区间上积分存在即可积,那么第一类间断点并不影响定积分(即面积)

小总结

  • 原函数看有无第一类间断点
  • 可积看是否有界,是否有限个第一类间断点

关于可积和原函数之前的联系

可积和原函数之间的联系经常用变上限积分函数结合考察,因为观察变上限函数的形式本质上也是定积分只不过上限是x,而且若f(x)连续,则F(x)还一定是f(x)的一个原函数。

但之前我有一个疑问就是我写出这个形式:

那他不肯定是f(x)的一个原函数吗?

这是很容易犯的错误,其实F(x)是f(x)的原函数要看F的导数是否等于f(x),充分必要条件是f(x)连续,所以只有说f(x)连续时,才能说F(x)是f(x)的一个原函数

且只有当f(x)可积,F才连续!!!!

例题

B,跳跃间断点
A有界,且只有一个震荡间断点
B有界,且只有一个跳跃间断点
C无界,必不可积<->区间上不存在定积分
D连续
④显然满足可积定义
①③都用狄拉克函数反例

好题

1.显然f(x)有界,且只有一个震荡,所以分f(x) [-1,1] 可积
2. 因为f(x) [-1,1] 可积,所以F(x) [-1,1] 连续
3. 闭区间连续,函数必有界,选B
层层相扣

好题

① 绝对值开错了
② 无界,不可积
③ ④看下讲解

做上题目时,先看下图中的理论。②说的是压根不可积,所以N-L形式压根不能出现。③④可以通过求极限发现有界,且有有限个间断点,说明可积。但拿③来说你写出N-L形式说明你认定了在(0,π)区间上的原函数就是它(有√2那坨),然而很明显π/2是可去间断点,在(0,π)区间上必然不存在原函数。正确的应该是在(0,π/2)和(π/2,π)上分别用N-L(原函数仍然是那一坨)。


所念皆星河