目录
1.可积和有界的关系
2.连续和可积的关系
3.连续和存在原函数的关系
4.可积和存在原函数没有关系
1.可积和有界的关系
可积必有界,有界不一定可积,反例可以举狄利克雷函数
2.连续和可积的关系
f(x)连续,则一定可积,可积不一定连续
参考两种定义:
① 若f(x)在[a,b]上仅有有限个第一类间断点,则一定可积。
② 若f(x)在[a,b]上有界且只有有限个间断点,则一定可积。
如果参考第②条定义,那么若有第二类间断点也可能是可积的(不可能为无穷间断点)。但这里并没有找到合适的举例
3.连续和存在原函数的关系
该知识点对应张宇30讲p138,也可以看下面的反例:
f(x)连续一定存在原函数,但是f(x)存在原函数不能推出f(x)连续,参考下面的举例,f(x)有振荡间断点,但是f(x)有原函数。
4.可积和存在原函数没有关系
(1)可积但不存在原函数
(2)存在原函数但不可积
(3)既不可积也不存在原函数
总结:
f(x)存在原函数和f(x)可积并没有关系,连续是最强的条件,f(x)连续则一定可积,f(x)连续则一定存在原函数。
注意与变上限积分区别:
变上限积分说的是,f(x)在[a,b]上可积,则f(x)的变上限积分在[a,b]连续。
我们知道,f(x)有有限个第一类间断点,那么f(x)是可积的(f(x)的定积分存在)。若函数含有第一类间断点,其变上限积分函数的可导性:
f(x)和F(x)的关系是什么:
① 若f(x)在x=x0处连续,那么
② 若f(x)在x=x0处为可去间断点,那么
F(x)可导,不等于这一点f(x)的函数值,而是f(x)的极限值
③ 若f(x)在x=x0处为跳跃间断点,那么
F(x)连续(f(x)可积,F(x)就连续)但不可导,且:
所以变上限积分一定是f(x)的原函数这句话是错的,应该说,f(x)连续,则变上限积分一定是f(x)的原函数。(若f(x)某点是可去间断点,那么F(x)可导,但是并不等于这点的函数值)
我们可以总结这样一个规律,通俗一点讲:
f(x)做积分后,性质就变好了,例如:
f(x)在[a,b]上可积(不一定连续,可有有限个第一类间断点),那么F(x)在[a,b]上连续。
f(x)在[a,b]上连续,那么F(x)在[a,b]上可导。
f(x)求导性质就变差了,例如:
f(x)可导,但是f ‘ (x)都不一定连续。
对于易混淆的概念,我有一篇文章进行了总结,需要可以看看:
考研数学经典反例