Пусть в определённом интеграле нижний предел зафиксирован, а верхний предел меняется. Тогда будет меняться и значение интеграла, т.е. интеграл есть функция верхнего предела. Обозначим эту функцию через :
.
Теорема 1. Если – непрерывная функция и , то имеет место равенство .
Иными словами, производная от определённого интеграла по верхнему пределу равна подынтегральной функции, в которую вместо переменной интегрирования подставлено значение верхнего предела.
Замечание. Из теоремы 1 следует, что всякая непрерывная функция имеет первообразную. Действительно, если функция непрерывна на отрезке , то определённый интеграл существует, т.е. существует функция , но по теореме 1 она является первообразной от .
Теорема 2. Если есть какая-либо первообразная от непрерывной функции , то справедлива формула
.
Эта формула называется формулой Ньютона-Лейбница.
Доказательство: Пусть есть первообразная от . По теореме 1 есть также первообразная от . Следовательно,
(так как любые две первообразные от данной функции отличаются на постоянную ).
Пусть x = a, тогда
,
т.е.
.
Получаем
.
При x = b получим формулу Ньютона-Лейбница:
или
.
Пример: .
Замена переменной в определённом интеграле
Теорема. Пусть дан интеграл , где функция непрерывна на отрезке .
Введём новую переменную по формуле . Если
1) , ;
2) и непрерывны на отрезке ;
3) определена и непрерывна на отрезке ,то
.
Пример: .
Замена: .
Интегрирование по частям
Пусть и - дифференцируемые по функции. Тогда
.
Отсюда .
Так как , то . Тогда
, ,
или
.
Пример: .
Несобственные интегралы