积分的绝对值性质

积分的绝对值性质描述了积分的绝对值与绝对值的积分之间的关系。

基本定理

定理6

设 f(x)f(x) 在 [a,b][a, b] 上连续,则:

∣∫abf(x)dx∣≤∫ab∣f(x)∣dx\left|\int_a^b f(x) dx\right| \leq \int_a^b |f(x)| dx

应用例子

例子:估计 ∫01sin⁡(πx)dx\int_0^1 \sin(\pi x) dx 的绝对值

解:

  • ∣sin⁡(πx)∣≤1|\sin(\pi x)| \leq 1 在 [0,1][0, 1] 上成立
  • 根据绝对值性质:∣∫01sin⁡(πx)dx∣≤∫01∣sin⁡(πx)∣dx≤∫011dx=1\left|\int_0^1 \sin(\pi x) dx\right| \leq \int_0^1 |\sin(\pi x)| dx \leq \int_0^1 1 dx = 1
  • 实际上,∫01sin⁡(πx)dx=[−1πcos⁡(πx)]01=2π≈0.637\int_0^1 \sin(\pi x) dx = [-\frac{1}{\pi}\cos(\pi x)]_0^1 = \frac{2}{\pi} \approx 0.637

总结

本文出现的符号

符号类型读音/说明在本文中的含义
$\left\int_a^b f(x) dx\right$数学符号
∫ab∥f(x)∥dx\int_a^b \|f(x)\| dx数学符号integral of absolute value of f被积函数绝对值的积分
f(x)f(x)数学符号f of x被积函数
[a,b][a, b]数学符号closed interval闭区间
π\pi希腊字母Pi(派)圆周率
sin⁡(πx)\sin(\pi x)数学符号sine of pi x正弦函数,被积函数

中英对照

中文术语英文术语音标说明
绝对值性质absolute value property/ˈæbsəluːt ˈvæljuː ˈprɒpəti/积分绝对值不超过绝对值积分
绝对值不等式absolute value inequality/ˈæbsəluːt ˈvæljuː ˌɪnɪˈkwɒləti/形如 ∥∫f∥≤∫∥f∥\|∫f\| \le ∫\|f\| 的不等式
连续continuous/kənˈtɪnjuəs/函数不间断的性质
被积函数integrand/ˈɪntɪɡrænd/积分号内的函数

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