積函數

是一個在 [a, b] 閉區間內有定義的正值連續函數。 則對任何一個在此區間內的數 x, 從 x 映射到 在 [a, x] 區間內的積值, 是一個符合函數定義的映射。因為

那麼,我們就可以定義一個新的函數出來:

在 [a, x] 區間內的積值,其中

這個新的函數 就稱為 在 [a, x] 區間內的 積函數 (primitive function)。記做


在前面的定義當中,我們使用了 傀儡變數 (dummy variable) 的伎倆。 因為 都爭著要用 x 這個名字當作自變量,如果它們分別使用 x, 那就沒有問題。但是如果要寫在同一個式子裡面,那就可能造成語意混淆, 所以總有一個函數的自變量要換個名字。 我們把 f 的自變量改名字叫做 s。 但是,改個名字,絕對不會影響這個函數的本質。只是,例如,把 改成了 改成了 , 如此而已。聰明的讀者,一定是一看就明白了。 (還有,在座標平面上畫圖的時候,把橫軸的名字,從 x 改成 s

例一
, 在 [0, 1] 區間內考慮其積函數。則對任一個區間內的數 x 在 [0, x] 內所圍成的區域是一個矩形,其面積就是 x,因此
例二
, 在 [0, 1] 區間內考慮其積函數。則對任一個區間內的數 x 在 [0, x] 內所圍成的區域是一個等腰直角三角形, 其面積就是 , 因此
例三
我們在以下圖示中,展示四組函數與其積函數的對照曲線。 圖中紅色是粉紅色的積函數曲線。 前兩張就是例一和例二的圖。
   
   

從前面的例一和例二看來,讀者有沒有發現,原函數 之間,恰好都符合



這不是巧合,而是發現「微積分基本定理」的動機。

習題

  1. 在 [a, b] 區間內的積函數,請說明為什麼必然
  2. 在 [a, b] 區間內的積函數,而且 是正值的,請說明為什麼 必然漸增?

Created: Nov 15, 1996
Last Revised: Aug 4, 2001
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