如果在区间上,的为,即时有:
那么函数就称为(或)在区间上的一个 原函数 (Primitive function)。
比如我们知道有,所以说是在区间上的一个原函数,而是的,即:
如果函数在区间上,那么其在区间上存在原函数。
上述定理说的就是“连续函数有原函数”。值得注意的是,这并不是充要条件,某些间断函数,比如:
虽然上述函数在点处(在点附近剧烈震荡):
但其在区间上也是有原函数的:
设函数在开区间上,且存在及。若,则对于与之间的任意一个数,有:
因,不妨设,设,则有:
因为介于之间,所以:
根据,可得:
-
在的右侧某邻域(不含)有,从而推出
-
在的左侧某邻域(不含)有,从而推出
故、均不为,但因为是,根据,可知在上必有,不在端点取得,只能在上取得。
即,使得为,也是。根据,此时有:
达布定理说的其实就是,若函数在开区间上,那么其必定在开区间上存在介质性(也就是说在开区间上可以取到、之间的所有值,关于这点可以参考):
也就是说,如果不满足介值性,那么一定不存在原函数,所以这是原函数存在的一个必要条件。
比如,像下图中具有这样的函数,其中有一段值在函数上无法取得。那么根据达布定理,该函数在对应的区间上不可能有原函数。
但如果满足介值性,那么某些也可以有原函数。比如上一节提到过的:
实际上在中,只有像上图一样具有的才可能有原函数。