定積分で定義された関数の微分

定積分で定義された関数の微分

d d x ∫ a x f ( t ) d t = f ( x )

ポイント: f ( t ) の部分には x  を含んでいてはいけない. 積分範囲に注意. x  は上端でなければならない.

■導出

●その1

 関数 f ( x ) の原始関数を F ( x ) とすると ( d d x F ( x ) = f ( x ) )

∫ a x f ( t ) d t = F ( x ) − F ( a )

となる.よって

d d x ∫ a x f ( t ) d t = d d x { F ( x ) − F ( a ) }

= F ′ x ∵ F ′ a = 0

= f ( x )

●その2

  ∫ a x f ( t ) d t = F ( x ) とおく. x が x から x + Δ x に増加したときの F ( x ) の増加量を Δ F とすると,

F ( x + Δ x ) − F ( x ) = Δ F

と表すことができる.

拡大図より , Δ F = Δ x · f ( u ) となる u が存在することがわかる.この関係は Δ x < 0 の時も成り立つ.

Δ x → 0 のとき, u → x , f ( u ) → f ( x ) となることから

lim Δ x → 0 F ( x + Δ x ) − F ( x ) Δ x = lim Δ x → 0 Δ F Δ x = lim Δ x → 0 Δ x · f ( u ) Δ x = f ( x )

となる.よって

d d x ∫ a x f ( t ) d t = f ( x )

が得られる.

 

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最終更新日: 2025年9月5日