106 III. Abschnitt. § 1. Wertbestimmung und Schätzung bestimmter Integrale
Ist f(x) stetig in (a, b), so läßt sich ein positiver echter Bruch 0 so
bestimmen, daß [i = f[a6(b — a)] ist; bezeichnet ferner F(x) eine
stetige Funktion, welche f(x) als Differentialquotienten ergibt, so ist
F(b) — F(a) eine zweite Darstellung des Integralwertes und daher nach
(19) i’(ft) - F{a) = (6 - a) F\a + 6 (b - o));
dies aber ist der Ausdruck für den Mittelwertsatz der Differentialrech
nung (38). *
Wie schon an der oben zitierten Stelle erwähnt worden ist, nennt
man die Zahl u den Mittelivert der Funktion f'(x) in dem Intervalle (a, b)
Drückt beispielsweise f(x) die Geschwindigkeit eines beweglichen Punktes
zur Zeit x aus, so bedeutet ja die mittlere Geschwin
digkeit in dem Zeiträume (a, b). Ist f(x) die zur Ab
szisse x gehörige Ordinate einer Kurve CD (Fig. 132),
so ist g die mittlere Ordinate des Bogens CD und zu
gleich die Höhe jenes Rechtecks über der Basis AB,
welches mit der Figur ABDC gleiche Fläche hat.
Ein anderes Hilfsmittel der Abschätzung gründet sich auf den am
Schlüsse von 230, 6. erwiesenen Satz. Gelingt es nämlich, zwei Funk
tionen (p(x), k>(x) anzugeben, welche die zu integrierende Funktion fix)
derart einschließen, daß für alle Werte von x, für die a <Lx <fb,
9 0*0 <L f{x) ip(x),
wobei jedoch die Gleichheitszeichen nicht durchgehende gelten, so ist
dem angezogenen Satze zufolge auch
b b b
j\p(x) dx <Jf{x) dx < j 'ifj(x) dx. (20)
a a a
Lassen sich die Werte der beiden äußeren Integrale bestimmen, so
sind damit Grenzen für das vorgelegte Integral gewonnen.
Beispiele. 1. Es ist die mittlere Krümmung und der mittlere Krüm
mungsradius der Normalschnitte für einen Punkt einer krummen Fläche
zu bestimmen.
Dem Eulerschen Satze (209, (15)) zufolge drückt sich die Krüm
mung ß eines Normalschnittes durch die Krümmungen ^ ~ der bei
den Hauptnormalschnitte und den Winkel co, welchen die zu ^ und
gehörigen Ebenen bilden, derart aus, daß
c Fig. 182.