含参数变上限积分:先处理端点项再求主部

它解决什么问题

普通变上限积分是

但很多极限题里的分子其实是,被积函数里也含参数 。这时不能只写 ,因为 本身也在随 变。

核心公式

若,在相应条件下有莱布尼茨公式:

最常见特例是:,则

这个公式要按顺序读:

  1. 先算上限项 。
  2. 再算参数导数项 。
  3. 如果继续求导,重新把新的被积函数当成含参数变上限积分。

例题结构

设,令,第一次求导:,由于,所以上限项消失,只剩,第二次求导时仍要先看上限项。新的被积函数含有因子 ,所以在 处也为 。因此

这一步非常重要:两次上限项都要检查,结果确实等于 。

和短区间主项法怎么配合

求到

后,就回到短区间积分主项:

于是,这和两次洛必达配合时很干净,因为分母满足,所以原极限为 。

下次遇到怎么办

含参数变上限积分题先不要急着展开。先问:

  1. 被积函数是否含 参数?
  2. 上限项 是否为 ?
  3. 一次求导后是否仍是含参数变上限积分?
  4. 分子分母各求到同阶后,再用短区间主项或 Taylor 收尾。

若题目只给被积函数连续,不能直接对被积函数内部的参数求导。此时优先换元,把它改写成普通变上限积分函数,例如,再用 。

题型训练

链接

一元积分题型训练