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函数积的求导公式推导

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你好,设 $F(x) = \int_{a(x)}^{b(x)} f(t)\mathrm{d}t$,其中 $a(x), b(x)$ 均为可导函数,根据积分求导法则,有:

$$

F'(x) = f(b(x))b'(x) - f(a(x))a'(x)

$$

这个公式就是函数积的求导公式。下面是推导过程:

首先,我们将 $F(x)$ 表示成复合函数的形式,即:

$$

F(x) = g(h(x))

$$

其中 $g(u) = \int_{a}^{u} f(t)\mathrm{d}t$,$h(x) = b(x)$。因为 $g(u)$ 是常数到 $u$ 的积分,根据基本定理2,$g(u)$ 的导数是 $f(u)$。因此:

$$

g'(u) = f(u)

$$

根据链式法则,$F'(x) = g'(h(x))h'(x)$,代入 $g'(u)$ 的表达式和 $h'(x) = b'(x)$,得:

$$

F'(x) = f(b(x))b'(x)

$$

同理,设 $h(x) = a(x)$,则:

$$

F(x) = g(h(x))

$$

其中 $g(u) = \int_{u}^{b} f(t)\mathrm{d}t$,因为 $g(u)$ 是 $u$ 到常数的积分,根据基本定理2,$g(u)$ 的导数为 $-f(u)$。因此:

$$

g'(u) = -f(u)

$$

代入 $g'(u)$ 的表达式和 $h'(x) = a'(x)$,得:

$$

F'(x) = -f(a(x))a'(x)

$$

将两个式子相加,即可得到函数积的求导公式:

$$

F'(x) = f(b(x))b'(x) - f(a(x))a'(x)

$$

证毕。