積分法 (→「原始関数」) 作成: 2006-07-23
更新: 2008-07-18


    導入素材の
      連続な関数fから,つぎの条件を満たす関数Fのグラフを作図 :
        点 ( x, F(x) ) での接線の傾きが f(x)
    を一般化する:
      「関数 f とこれの原始関数 F」

    すなわち,つぎのようにする:

    1. 「点 ( x, F(x) ) での接線の傾きが f(x)」となる F(x) は,つぎのようになる:
        lim
        n→∞
        n

        k=1
        f(xk)·Δxk   ( x = n

        k=1
        Δxk )

    2. 任意の定数 C に対するつぎの形の関数を,「f の原始関数」と呼ぶ:
       x  C +  lim
      n→∞
      n

      k=1
      f(xk)·Δxk   ( x = n

      k=1
      Δxk )

    定義より,f の原始関数 F と定数 C に対し G(x) = F(x) + C で定義される関数 G は,f の原始関数になる。

    lim
    n→∞
    n

    k=1
    f(xk)·Δxk  の形を模して,つぎの記号法を導入する:
      lim
      n→∞
      n

      k=1
      f(xk)·Δxk  ─(簡便表記)→  f(x) dx

    そして,この f(x) dx を,f の原始関数の一般表現のように用いることにする:
      F(x) =  f(x) dx

    しかしこうすると,左辺の「x」が右辺には現れていない。
    そこで,つぎの表現にする:
      F(x) =  x

       
      f(x) dx
    さらに, b

    a
    f(x) dx  の表記を,つぎのように導入する:
      b

      a
      f(x) dx  =  b

       
      f(x) dx  ー  a

       
      f(x) dx

    このとき,つぎが成り立っている:
      b

      a
      f(x) dx  = F(b) ー F(a)


    注意:
    1. 関数 f の原始関数を求めることに対し,「fを積分する」という言い方がある。

    2. 原始関数の記号法:
        f(x) dx
      は,もともと論理的に曖昧である。──実際,類 (原始関数の類) を意味しつつ対象 (原始関数の一つ) として使われている。
      また,この表現に対し,「f の不定積分」という言い方がある。

    3. 微分と積分の関係
        f
        (F の導関数)
          微分
        ←──
        ──→
        積分
          F
        (f の原始関数)