可积则原函数一定连续
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可积则原函数一定连续
关于定理推论,定理证明
定理:若函数f(x)的n阶导数f(n)(x)在区间[a,b]内可积,则函数f(x)在[a,b]内连续。
证明:假设f(x)的n阶导数f(n)(x)在[a,b]中可积,记
F(x)=∫f(n)(x)dx,F(x)在区间[a,b]为可导函数,那么F(x)的n-1阶导数f(n-1)(x)=f(n)(x),又f(n)(x)在[a,b]内可积,因此f(n-1)(x)在[a,b]内一定可积,记G(x)=∫f(n-1)(x)dx,G(x)在[a,b]内可导,因此G(x)的n-2阶导数f(n-2)(x)=f(n-1)(x),又f(n-1)(x)在[a,b]内可积,因此f(n-2)(x)在[a,b]为可积函数,记H(x)=∫f(n-2)(x)dx,H(x)在[a,b]内可导,以此类推,我们可以这样得到K(x)=∫f(1)(x)dx,K(x)在[a,b]内可导,K(x)的0阶导数f(0)(x)=f(1)(x),又f(1)(x)在[a,b]内可积,因此f(0)(x)=f(x)在[a,b]内可积,记
L(x)=∫f(0)(x)dx=∫f(x)dx,而L(x)的极限为L(a)和L(b),即L(b)-L(a)=∫f(x)dx,又L(x)在[a,b]内连续,因此我们有L(b)-L(a)=∫a^b f(x)dx,而这个等式的右端就是F(x)的增量,因此F(b)=F(a)+L(b)-
L(a)=F(a)+∫a^b f(x)dx,因此f(x)在[a,b]为可积函数,也就实现了我们的目的,完成了原函数的连续性证明。
综上所述,若函数f(x)的n阶导数f(n)(x)在区间[a,b]内可积,则函数f(x)在[a,b]内连续,证毕。