积分变限函数的求导方法

所谓积分变限函数,就是能够将你所学知识变现的函数 在积分的上下限中加入了一个函数。由于函数的值在自变量不同的时候也不同,因此这个上下限也是不定的,故曰此名。

那么,这样的积分函数是不是就没法求了呢?就这么点难度怎么可能难得住咱们勤劳有智慧的人们呢?下面就来看看,这种阴险狡诈的积分函数到底怎么求。


积分变限函数一般分为3种:仅上限为函数仅下限为函数上下限都为函数

我们挨个来看看。

仅上限为函数

这种情况下,只需要把上限函数带入到被积函数里面去即可。如:

y=af(x)g(t)dty=g(f(x))df(x)y=\int_{a}^{f(x)} g(t)\,{\rm d}t\Rightarrow y^\prime=g\big(f(x)\big)\,{\rm d}f^\prime(x)

比如像下面这个函数,咱们来试试:

y=1x2et2dty=e(x2)2dx2=2xex4\begin{aligned} y&=\int^{x^2}_1 e^{t^2}{\rm d}t\\ \Rightarrow y^\prime&=e^{(x^2)^2}{\rm d}x^2=2x\cdot e^{x^4} \end{aligned}

仅下限为函数

这种情况我们就需要通过添加负号来转换成刚刚我们学的形式,再使用刚刚的方法来解决就可以了。

y=f(x)ag(t)dty=af(x)g(t)dty=\int^a_{f(x)}g(t)\,{\rm d}t\Rightarrow y=-\int^{f(x)}_a g(t)\,{\rm d}t

然后就可以用我们刚刚介绍的方法来进行计算啦:

y=g(f(x))f(x)y^{\prime}=-g\big(f(x)\big)\cdot f^\prime(x)

举个栗子:

y=x0etcos3tdty=0xetcos3tdty=excos3xdx=excos3x\begin{aligned} y&=\int^0_x e^t\cos 3t\,{\rm d}t\\ \Longrightarrow y&=-\int^x_0 e^t\cos 3t\,{\rm d}t\\ \Longrightarrow y^\prime & =-e^x\cos 3x\,{\rm d}x\\ &=-e^x\cos 3x\\ \end{aligned}

上下限均为函数

这种情况,需要将其分为两个积分来求导,像下面这样:

y=h(x)g(x)f(t)dty=0g(x)f(t)dt+h(x)0f(t)dt\begin{aligned} & y=\int^{g(x)}_{h(x)}f(t)\,{\rm d}t \\ \Longrightarrow & y=\int^{g(x)}_0f(t)\,{\rm d}t +\int^0_{h(x)}f(t)\,{\rm d}t \\ \end{aligned}

分界点视具体情况而定。接下来使用负号:

y=0g(x)f(t)dt+h(x)0f(t)dty=0g(x)f(t)dt0h(x)f(t)dt\begin{aligned} & y=\int^{g(x)}_0f(t)\,{\rm d}t +\int^0_{h(x)}f(t)\,{\rm d}t\\ \Longrightarrow & y=\int^{g(x)}_0f(t)\,{\rm d}t -\int^{h(x)}_0f(t)\,{\rm d}t\\ \end{aligned}

当然,其实这种类型,有公式可以套,也可以自己推导哦:

y=(h(x)g(x)f(t)dt)=f(g(x))g(x)f(h(x))h(x)\begin{aligned} y^\prime &=\left(\int^{g(x)}_{h(x)}f(t)\,{\rm d}t\right)^\prime\\ &=f\big(g(x)\big)\cdot g^\prime(x)-f\big(h(x)\big)\cdot h^\prime(x)\\ \end{aligned}


其实这样的题目看起来复杂,实际上只要掌握了技巧和方法,解决就是分分钟的事情了!这节的内容非常简单,相信你很快就能够掌握。