Теорема 2.4. Пусть – непрерывная функция на отрезке . Тогда, если: 1) функция дифференцируема на отрезке и непрерывна на ; 2) множеством значений функции является отрезок ; 3) и , то справедлива формула замены переменной в определенном интеграле:
.
Доказательство. По формуле Ньютона-Лейбница
,
где – первообразная для функции на отрезке . Рассмотрим на отрезке сложную функцию . Применяя правило дифференцирования сложной функции, находим
.
Отсюда следует, что функция является первообразной для функции и непрерывной на отрезке , а поэтому согласно формуле Ньютона-Лейбница получаем
.
Пример
.