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含参积分的连续性

下一节:含参积分的导数

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含参积分的连续性课程教案、知识点、字幕

好我们现在来讨论

含参变量积分 它的连续性

f呢 仍然是一个二元函数

它在D这个区域上是有定义的

D区域呢 是x呢 是在a b之间

y呢 是在c d之间

我们如果说

定理 假设二元函数f x y

在D区域上是一个连续函数

那么由含参变量积分

所定义的函数I y

在c d这个区间上也是连续函数

这是我们定理的主要部分

我们先来看看

如果f作为二元函数是连续函数

那么给一个y在c d这个范围内

f关于x的一个单变量函数的话

当然一定是一个连续函数

所以含参积分的存在性

是毫无问题的

那么我们现在要讨论的

就是含参积分的连续性

我们假设y0呢是c d中的一个点

在这儿呢 我们y0写成c d中的

开区间上的一个点

如果y0等于c或者是y0等于d

那么我们后面I y的连续性

就应该用单侧连续来表示

所以呢 我们为了省略起见呢

我们就直接就说

y0呢是在c d中的一个内点

边界点也是可以

证法是完全都是一样的

好 那么我们来看一看

我们要证明

I y作为一个含参积分

所定义的函数的连续性的时候

我们要讨论 I y减去I y0

我们要讨论这个东西的大小

因为我们知道

要证明y在 I y在y0这一点连续

只要证明对于任意的epsilon

存在一个delta

只要y和y0的差的绝对值小于delta

那么I y减去I y0的绝对值小于epsilon

那么我们就要估计这个值的大小

根据定义 那么这就是

从a到b f x y dx

减去从a到b f x y0 dx的绝对值

那么 根据运算法则的话

积分的运算法则

就等于a到b f x y 减去

f x y0这个新的函数的积分

根据定积分的运算性质 它一定小于等于

从a到b 绝对值 f x y减去f x y0的dx

这是定积分的运算性质告诉我们的

下面我们所用的知识

就用到我们原来学过的

f作为二元函数

如果说是在D这么一个区域

这是一个有界

当然也是一个闭区域上

是连续的话 我们得到

原来我们得到过一个

很重要的一个结论

则f这个函数在这个

D这个区域上是一致连续

这是我们原来证明过的

关于二元函数的时候我们证明过的

在有界闭区域上的连续函数

那么它在这个有界闭区域上

一定是一致连续的

既然是一致连续的

那么对于任意的一个epsilon大于零

我一定存在一个delta大于零

只要有两个点 x1 y1 和x2 y2

它们距离只要小于delta 就一定有

f x1 y1 减去f x2 y2是小于epsilon的

一定有这件事情

这是一致连续性告诉我们的

也就是说 只要两点的距离足够小

那么函数在这两点的值

它的绝对值也就可以很小

小于epsilon

我们用一下一致连续的这么一个结论

我们来看一看

对于任意的epsilon大于零

一致连续性告诉我们

存在着一个delta大于零

只要有一个x y减去x y0

这个距离实际上就是等于

y减y0小于delta的时候

因为这个两个点

它的第一变量是不变的 都是x

所以x y和x y0之间

从平面角度来讲 它的距离

实际上就是y减y0的绝对值

只要y减y0的绝对值小于delta

就一定有 f x y减去f x y0的

绝对值小于epsilon除以b减a

因为epsilon除以b减a

它也是一个大于零的数

所以对这个数呢

当然也一定存在一个delta

那么再根据我们

定积分的估值性的话

我们可以知道

这时候I y减去I y0的绝对值

就小于从a到b这两个差的绝对值

也就是epsilon除以b减a dx

就等于epsilon

我们把我们想要说的话再说一遍

对于任意的epsilon大于零

存在着一个delta大于零

只要y减y0的绝对值小于delta

就有I y减去I y0的

绝对值小于epsilon

我们把这几句话重新再写一遍

我们可以得到所以 结论

所以I y在y0点是连续的

而y0呢我们讲过

在c d这个开区间

实际上是随便找的一点

如果你把y0取在c点或者取在d点的话

我们只要把这个连续性的结论

把极限呢

改成在c点的话就是应该右连续

在d点的话改成左连续的话

所有的过程都完全是一样的

所以我们就结束了

我们这个定理的证明

也就是说如果f x y作为二元函数

在D这么一个长方形的

区域里面是一个连续函数

那么由这个二元函数

所给出来的含参积分

一定也是一个连续函数

好 我们来看一看

我给大家提这么一个问题

我们现在实际上不光是用到连续性

实际上我们用到的是一致连续性

而我们现在比较幸运呢

就是在有界闭区域上的连续函数

我们一定有一个一致连续

大家回去想一下

如果说没有这么一个定理

那么我们下面的证明的过程对不对

结论 这么一个证明过程

实际上是错的

肯定是有漏洞的

但是呢我们有

这么一个很好的一个定理

保证了 我们这个证明过程

一点点漏洞都没有

好最后我们想来看一下

解释一下这么一个定理

我们来看看 什么就是叫做

I y是一个连续函数

所谓I y是连续函数

实际上就意味着这么一件事情

limit y趋于y0

I y呢就等于 I y0

这是连续函数的定义

那么也就是等于

I limit y趋于y0 的y

这当然毫无疑问 y趋于y0的时候

y这个函数当然趋于y0

所以呢 这里面这个极限就是y0

实际上多余写的

但是我们现在这么一写的话

我们来看看啊

左边那个式子等于什么东西

左边那个式子我们写开之后

就等于limit y趋于y0

从a到b的积分 f x y dx

也就是相当于f x y这个二元函数

对x这个变量做一次积分

做完积分之后

就是一个含参积分所对应的函数

这个函数呢 再做一个极限y趋于y0

右边那个是什么东西呢

我们来看看右边那个

右边那个就是从a到b

limit y趋于y0

f x y 这不就是这个东西吗

我写一个括号

表示运算呢是有前后顺序的

所以这就是连续 它的本意就是

既然连续的本意是它 我们来看看

对f x y这么一个二元函数

我们来看看左边

左边是不是先做了一次积分

做完积分之后

是不是再做了一次极限

求极限的过程

右边呢 同样这个f x y

先做了一次极限运算

然后再做一次积分运算

所以 含参积分所定义

函数的连续性

实际上就告诉我们这么一件事情

f x y是一个二元函数

我们对这两个变量

分别可以做两次一元函数的

这么一个微积分的运算

第一个运算就是

对x的这个积分运算

第二个运算就是

对y这个变量的极限运算

而这个连续性这个定理

实际上就告诉我们

f x y这个函数

如果满足一定的条件

那么这两种运算

对x的积分运算 和对y的极限运算

在一定的这个条件下 可以交换次序

这不就相等

是不就表示可以交换次序

微积分——多元函数与重积分课程列表:

第一章 多元函数微分学

-第一节 多元连续函数

--向量的内积与长度-1

--向量的内积与长度-2

--R^n中的点列的收敛性

--内点、外点、边界点-1

--内点、外点、边界点-2

--开集、闭集、区域

--多元函数的有关概念

--二重极限的定义

--二重极限的例题

--二次极限的定义

--连续与一致连续的定义

--连续函数的性质-1

--连续函数的性质-2

--连续函数的性质-3

-第一章 多元函数微分学--第一节练习题

-第二节 多元函数的偏导数

--偏导数的概念

--偏导数的几何意义

--高阶偏导数的概念

--混和偏导数与求导顺序无关的条件

-第一章 多元函数微分学--第二节练习题

-第三节 多元函数的全微分

--全微分的概念

--可微的必要条件

--可微的充分条件

--可微的充要条件

--多元函数的原函数

-第一章 多元函数微分学--第三节练习题

-第四节 多元函数的微分法

--复合函数微分法之一

--复合函数微分法之二

--复合函数求导数(举例)

--隐函数存在定理

--隐函数求导法(举例)

--隐函数组求导法

-第一章 多元函数微分学--第四节练习题

-第五节 多元函数的方向导数与梯度向量

--方向导数的概念

--方向导数的计算

--梯度向量的概念与计算

-第一章 多元函数微分学--第五节练习题

-第六节 映射及其微分

--映射与连续映射的概念

--映射的导数、微分、雅克比矩阵

--复合映射的微分法

-第一章 多元函数微分学--第六节练习题

-第七节 多元函数的泰勒公式(以二元函数为例)

--二元函数有Peano型余项的Taylor公式

--二元函数有Peano型余项的Taylor公式-2

--二元函数带有Lagrange型余项的泰勒公式

-第一章 多元函数微分学--第七节练习题

第二章 多元函数微分学应用

-第一节 多元函数微分学的几何应用

--空间曲线的切线与法平面(之一)

--空间曲线的切线与法平面(之二)

--空间曲线的切线与法平面问题举例

--曲面的切平面与法线(之一)

--曲面的切平面与法线(之二)

--曲面的切平面与法线(之三)

--曲面的切平面与法线问题举例

-第二章 多元函数微分学应用--第一节练习题

-第二节 多元函数的极值

--极值点的概念和必要条件

--极值点的判别法

--极值问题举例

-第二章 多元函数微分学应用--第二节练习题

-第三节 多元函数的条件极值

--二元函数条件极值问题的提法

--三元函数条件极值问题的提法(之一)

--三元函数条件极值问题的提法(之二)

--条件极值问题的直接解法

--条件极值问题的Lagrange解法

--条件极值问题举例

--多元函数在有界闭域上的最值

--最小二乘法

-第二章 多元函数微分学应用--第三节练习题

第三章重积分

-第一节 二重积分的概念和性质

--二重重积分引入

--二重积分定义

--二重积分性质

--关于二重积分性质的例题

-第二节 二重积分的计算

--二重积分的计算:直角坐标系(1)

--二重积分的计算:直角坐标系(2)

--二重积分的计算:直角坐标系(3)

-第三章重积分--第二节练习题

-第三节 极坐标系及一般坐标系

--极坐标系

--一般坐标系

--二重积分的一般坐标变换公式

--二重积分的计算:极坐标系

--二重积分的计算:极坐标系例题

--二重积分的计算:一般坐标系例题

-第三章重积分--第三节练习题

-第四节 三重积分

--三重积分的引入

--三重积分的定义

--三重积分的性质

--直角坐标系

--三重积分的计算:例题(1)

--三重积分的计算:例题(2)

--空间坐标变换

--空间柱坐标系

--空间柱坐标系例题(1)

--空间柱坐标系例题(2)

--球坐标系

--球坐标系例题

-第三章重积分--第四节 练习题

-第五节 第一类曲线积分

--第一类曲线积分的引入

--第一类曲线积分的定义

--第一类曲线积分的性质

--第一类曲线积分的计算公式

--第一类曲线积分的计算例题

-第三章重积分--第五节 练习题

-第六节 第一类曲面积分

--第一类曲面积分的引入

--第一类曲面积分的定义

--第一类曲面积分的性质

--第一类曲面积分的计算公式

--第一类曲面积分的计算例题(1)

--第一类曲面积分的计算例题(2)

-第三章重积分--第六节 练习题

-第七节 含参变量积分

--含参定积分的定义

--含参积分的连续性

--含参积分的导数

--含参积分的例题

-- 广义含参积分的一致收敛性

--广义含参积分的连续性和积分导数

-第三章重积分--第七节 练习题

第四章 向量分析

-第一节 第二类曲线积分

--第二类曲线积分的引入

--第二类曲线积分的定义

--第二类曲线积分的性质第二类曲线积分的性质

--第二类曲线积分的性质

-第四章 向量分析--第一节 练习题

-第二节 Green公式及其应用

--平面第二类曲线积分:Green公式

--平面第二类曲线积分的计算:利用Green 公式

-第四章 向量分析--第二节 练习题

-第三节 第二类曲面积分

--曲面的定向

--第二类曲面积分的引入

--第二类曲面积分的定义与性质

--第二类曲面积分的计算

-第四章 向量分析--第三节 练习题

-第四节 Gauss公式与Stokes公式

--Gauss公式

--第二类曲面积分的计算:Gauss公式

--Stokes公式及其应用

-第四章 向量分析--第四节 练习题

-第五节 无源场,保守场与调和场

--平面保守场

--势函数及其计算

--空间保守场

--常见的场

-第四章 向量分析--第五节 练习题

第五章 常微分方程

-第一节 微分方程的基本概念

--微分方程概念举例

--微分方程的基本概念

--一阶微分方程定解问题解的存在唯一性

-第二节 可求解的一阶微分方程(初等积分法)

--变量分离方程

--齐次型方程

--可化为齐次型方程的方程

--一阶线性微分方程的概念和解的性质

--一阶线性微分方程的解法

--Bernoulli方程

--可降阶方程(之一)

--可降阶方程(之二)

-第五章 常微分方程--第二节 练习题

-第三节 高阶线性微分方程解的结构

--线性微分方程解的性质

--函数组线性相关(无关)的概念

--函数组线性相关的必要条件

--线性微分方程解函数组线性相关的判别法

--线性微分方程解的结构

-第五章 常微分方程--第三节 练习题

-第四节 高阶线性常系数微分方程

--视频5--17 二阶线性齐次微分方程的特征法

--n阶线性齐次微分方程的特征法

-- 线性齐次微分方程的特征法举例

--二阶线性常系数非齐次微分方程的待定系数法

--二阶线性常系数非齐次微分方程的待定系数法(之一)举例

--二阶线性常系数非齐次微分方程的待定系数法(之二)

--二阶线性常系数非齐次微分方程的待定系数法(之二)举例

--二阶线性常系数非齐次微分方程的变动任意常数法

--二阶线性微分方程的变动任意常数法

--二阶线性微分方程的变动任意常数法(之二)

--欧拉方程

--欧拉方程举例

-第五章 常微分方程--第四节 练习题

含参积分的连续性笔记与讨论

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