积分保号性

积分保号性描述了函数符号与积分值符号之间的关系。

基本定理

定理3

f(x)f(x)[a,b][a, b] 上连续,则:

  1. 如果 f(x)0f(x) \geq 0[a,b][a, b] 上成立,则 abf(x)dx0\int_a^b f(x) dx \geq 0
  2. 如果 f(x)>0f(x) > 0[a,b][a, b] 上成立,则 abf(x)dx>0\int_a^b f(x) dx > 0
几何解释
推论
证明
符号说明

应用例子

例子:证明 01x2dx>0\int_0^1 x^2 dx > 0

  • [0,1][0, 1] 上,x20x^2 \geq 0 且只在 x=0x = 0 时等于 0
  • 由于 x2x^2[0,1][0, 1] 上连续且非负,根据积分保号性,01x2dx0\int_0^1 x^2 dx \geq 0
  • 进一步,由于 x2>0x^2 > 0(0,1](0, 1] 上成立,所以 01x2dx>0\int_0^1 x^2 dx > 0