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对定积分求导

2025-09-06 05:51:27

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2025-09-06 05:51:27

对定积分求导】在微积分的学习中,定积分与导数之间的关系是一个重要的知识点。尤其是在处理含有变量的积分上限或下限时,如何对这样的定积分进行求导,是考试和实际应用中常见的问题。本文将总结对定积分求导的基本方法,并通过表格形式清晰展示不同情况下的求导规则。

一、基本概念

定积分的定义为:

$$

F(x) = \int_{a}^{x} f(t) \, dt

$$

其中 $ a $ 是常数,$ x $ 是变量,$ f(t) $ 是被积函数。

根据微积分基本定理,若 $ f $ 在区间 $ [a, b] $ 上连续,则 $ F(x) $ 在该区间上可导,且有:

$$

F'(x) = \frac{d}{dx} \int_{a}^{x} f(t) \, dt = f(x)

$$

二、常见情况及求导法则

以下是对定积分求导的不同情况及其对应的求导公式:

情况 定积分表达式 导数公式 说明
1 $\int_{a}^{x} f(t) \, dt$ $f(x)$ 直接应用微积分基本定理
2 $\int_{a}^{u(x)} f(t) \, dt$ $f(u(x)) \cdot u'(x)$ 使用链式法则
3 $\int_{v(x)}^{u(x)} f(t) \, dt$ $f(u(x)) \cdot u'(x) - f(v(x)) \cdot v'(x)$ 分成两部分,分别求导后相减
4 $\int_{a}^{x} f(t, x) \, dt$ $\int_{a}^{x} \frac{\partial}{\partial x} f(t, x) \, dt + f(x, x)$ 应用莱布尼茨法则

三、总结

对定积分求导的关键在于理解积分上下限是否包含变量,以及被积函数是否依赖于变量 $ x $。根据不同的情况,可以采用微积分基本定理、链式法则或莱布尼茨法则来求解导数。

掌握这些方法不仅能提高解题效率,还能帮助我们更深入地理解积分与导数之间的联系。

附:典型例题解析(简要)

- 例1:求 $\frac{d}{dx} \int_{0}^{x^2} \sin t \, dt$

解:令 $ u(x) = x^2 $,则导数为 $ \sin(x^2) \cdot 2x $

- 例2:求 $\frac{d}{dx} \int_{x}^{2x} e^t \, dt$

解:导数为 $ e^{2x} \cdot 2 - e^x \cdot 1 = 2e^{2x} - e^x $

通过以上总结和表格,我们可以清晰地看到对定积分求导的各种情形及对应的解题方法。建议多做练习,以巩固对这一知识点的理解与应用。

以上就是【对定积分求导】相关内容,希望对您有所帮助。

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