Но откуда следует, что первообразная обязательна должна представляться интегралом с переменным верхним пределом?
Ниоткуда. Но дело в том, что при построении ТФКП вторым шагом (первый -- это, естественно, условия Коши-Римана) является теорема Коши, из которой сей факт следует почти автоматически. Если уж вообще ставить вопрос о существовании первообразной. Аналитичность же производной -- это уже
четвёртый шаг, это уже после
интегральной формулы Коши.