Неопределённый интеграл
Рассмотрим задачу о восстановлении функции по заданной производной этой функции. К числу таких задач относятся известные задачи механики об определении закона движения материальной точки по её скорости, а также установление закона движения и скорости материальной точке по её ускорению.
Определение 1. Функция
называется первообразной функцией (или просто первообразной) для функции
на интервале
, если функция
дифференцируема на
и
.
В данном определении
и
могут быть как конечными, так и бесконечными. Например, функция
является первообразной для
на
, а функция
является первообразной для
на
.
Очевидно, что первообразная
для данной функции
определяется не единственным образом: функция
, где
, также является первообразной. Имеет место следующая теорема.
Теорема 1. Если
и
− любые первообразные для функции
на интервале
, то всюду на этом интервале
, где
− некоторая постоянная.
Таким образом, если
− одна из первообразных для функции
, то любая первообразная
для функции
имеет вид:
.
Определение 2. Совокупность всех первообразных для функции
на интервале
называется неопределённым интегралом от функции
на
и обозначается символом
.
Если
– какая-либо из первообразных для функции
на
, то согласно теореме 1:
,
− произвольная постоянная. Следовательно, любое равенство, содержащее неопределённые интегралы, является равенством между множествами.
Теорема 2. Всякая непрерывная на
функция имеет первообразную.