高數這兩個概念很容易混淆,連續到底是函式有原函式的什麼條件

瞭解高數的小夥伴們應該經常能聽到函式可積的概念。但是這個概念其實有點蒙糊,因為積分至少包括不定積分和定積分。“可積”到底指的是函式存在不定積分,還是可求定積分呢?這個說法似乎不太統一。

高數這兩個概念很容易混淆,連續到底是函式有原函式的什麼條件

老黃以前沒有想過這個問題,所以也是一直把這兩個概念搞混的。直至老黃提出了一個問題,才發現,明確這個概念的必要性。這個問題是“連續到底是函式有原函式的什麼條件?”

我們知道,函式的不定積分,是它的所有原函式組成的函式族。也就是說,函式有原函式,就必然有不定積分,有不定積分,就必定有原函式。所以它們可以看作是等價的。那麼如果可積包括函式存在不定積分的話,連續對它們來說,條件就應該是相同的。但事實上並不是如此。

因為可積被更多地用於定積分的概念上,至少肯定包含可求定積分的意思。而如果函式存在第一類間斷點,對函式是否存在原函式,以及是否可積,是有不同的結論的。

因為如果函式有第一類間斷點,那麼函式就不會有原函式,但是如果函式只有有限多個第一類間斷點,卻不影響函式可求定積分。這可就尷尬了哦。所以我們只能幫不定積分選邊站,要麼把它算做等價於函式有原函式,那樣“可積”就沒有它的份。要麼把它算作定積分一邊的,那麼它就不能等價於函式有原函式。顯然,選擇前者,更加合理。所以以後老黃講

“可積”,就只針對函式可求定積分,而不是指函式有不定積分了。

講了這麼多,都只為了明確一個概念,肯定有很多聰明的小夥伴不開心,說老黃盡講廢話了。不過老黃覺得,明確一下這個問題還是很有必要的。至少它可以證明老黃是一個笨蛋嘛。

接下來就來點實際的,透過一個證明和一個舉例項,證明連續不是函式有原函式的必要條件。

證明:每一個含有第一類間斷點的函式都沒有原函式.

證:設x0是f(x)的第一類間斷點,若F(x)是f(x)在U(x0)上的原函式,【用反證法】

則F’(x)=f(x), x∈U(x0).

從而有(lim(x→x0- )f(x)=lim(x→x0- )F’(x)=F’-(x0)=F’(x0)=f(x0).

【核心只有這一步,第一步是簡單地代入,相信不少小夥伴看不懂第二個等號的意思,請容老賣一個關子,當然,如果你能自己想明白,那就再好不過了。