定积分交换积分限为什么变号？

Question

如题所述

Answer 1

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。