常见应用

掌握定义与导数性质后,最重要的是多做例题。以下例子展示了“积分上限函数求导”在不同场景下的基本思路。

基本应用

例子 1:设 F(x)=0xsintdtF(x) = \int_0^x \sin t \, dt,求 F(x)F'(x)

:直接使用 F(x)=f(x)F'(x)=f(x),可得 F(x)=sinxF'(x) = \sin x

例子 2:设 F(x)=1x1tdtF(x) = \int_1^x \frac{1}{t} \, dt,求 F(x)F'(x)

:将被积函数视为 f(t)=1tf(t)=\frac{1}{t},所以 F(x)=1xF'(x) = \frac{1}{x}

复杂应用

例子 3:设 F(x)=0xet2dtF(x) = \int_0^x e^{-t^2} \, dt,求 F(x)F'(x)

F(x)=ex2F'(x) = e^{-x^2},即使被积函数无法求原函数,也能直接得到导数。

例子 4:设 F(x)=0xsinttdtF(x) = \int_0^x \frac{\sin t}{t} \, dt,求 F(x)F'(x)

F(x)=sinxxF'(x) = \frac{\sin x}{x}。只要被积函数在积分上限处有意义,导数仍然存在。

这些例题强调:“积分上限函数的导数 = 被积函数在上限处的取值”,无论被积函数是否容易积分,求导都非常直接。


总结

本文出现的符号

符号类型读音/说明在本文中的含义
F(x)F(x)数学符号F of x积分上限函数
0xsintdt\int_0^x \sin t \, dt数学符号integral from 0 to xxx 为上限的定积分
F(x)F'(x)数学符号F prime of x积分上限函数的导数
f(t)f(t)数学符号f of t被积函数
et2e^{-t^2}数学符号e to the minus t squared指数函数,被积函数
sintt\frac{\sin t}{t}数学符号sine t over t正弦除以自变量,被积函数
sinx\sin x数学符号sine of x正弦函数

中英对照

中文术语英文术语音标说明
积分上限函数upper-limit function/ˈʌpə ˈlɪmɪt ˈfʌŋkʃən/以积分上限为自变量的函数
求导differentiation/ˌdɪfəˌrenʃiˈeɪʃən/求导数的运算
被积函数integrand/ˈɪntɪɡrænd/积分号内的函数
变限积分integral with variable limits/ˈɪntɪɡrəl wɪð ˈveəriəbl ˈlɪmɪts/上下限含变量的积分