定积分交换积分限为什么变号?

交换定积分的上下限后的定积分的值是原定积分的相反数,即交换前后相互差一个负号。

根据定积分的定义:定积分是求函数f(X)在区间[a,b]中的图像包围的面积。即由 y=0,x=a,x=b,y=f(X)所围成图形的面积。因此如果交换上下限后,区间就变成相反的了,这时的面积是负值,不符合要求,因此需要变换符号。

交换积分次序的基本具体步骤如下:

1、对于二重积分,如果x和y的积分上下限都为负无穷和正无穷,那么直接调换dx,dy即可,如下图所示。

2、对于更一般的二重积分,首先需要根据积分式画出积分区域,上下限都为常数时,画出的积分区域是矩形。

3、这样在交换dx和dy的同时,交换积分符号,如下图所示。

4、很多二重积分的上下限是x或者y的函数,这时也要先画出积分区域,如下图。

5、为了先对y积分,在坐标系中画一条x轴的平行线,如下。

6、然后不断移动这条平行线,先写出y的上下限x2和x1,然后根据平行线,写出x的上下限x2,x。如下图所示。

7、对于三重积分,其交换积分顺序的基本思想相同,可以利用数形结合的方法来处理,如下。

这里应注意定积分与不定积分之间的关系:若定积分存在,则它是一个具体的数值,而不定积分是一个函数表达式,它们仅仅在数学上有一个计算关系(牛顿-莱布尼茨公式)。

一个函数,可以存在不定积分,而不存在定积分;也可以存在定积分,而不存在不定积分。一个连续函数,一定存在定积分和不定积分;若只有有限个间断点,则定积分存在;若有跳跃间断点,则原函数一定不存在,即不定积分一定不存在。



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