高二数学定积分
目标认知
学习目标:
1.了解“以直代曲”、“以不变代变”的思想方法,了解定积分的实际背景,了解定积分的基本思
想,了解定积分的概念、几何意义。
2.直观了解微积分基本定理的含义,并能用定理计算简单的定积分。
3.应用定积分解决平面图形的面积、变速直线运动的路程和变力作功等问题,在解决问题的过程中体
验定积分的价值.
教学重点:
正确计算定积分,利用定积分求面积。
教学难点:
定积分的概念,将实际问题化归为定积分问题。
知识要点梳理
知识点一:定积分的概念
如果函数在区间上连续,用分点将区间分为n个小区间,在每个小区间上任取一点(i=1,2,3…,n),作和式
,当时,上述和式无限趋近于某个常数,这个常数叫
做在区间上的定积分.记作.即=,这里,与分别叫做积分下限与积分上限,区间叫做积分区间,函数叫做被积函数,叫做积分变量,叫做被积式.
说明:
(1)定积分的值是一个常数,可正、可负、可为零;
(2)用定义求定积分的四个基本步骤:①分割;②近似代替;③求和;④取极限. 知识点二:定积分的几何意义
设函数在区间上连续.
在上,当时,定积分在几何上表示由曲线以及直线
与轴围成的曲边梯形的面积;
在上,当时,由曲线以及直线与轴围成的曲边梯形位于轴下方,定积分在几何上表示曲边梯形面积的负值;
在上,当既取正值又取负值时,曲线的某些部分在轴的上方,
而其他部分在轴下方,如果我们将在轴上方的图形的面积赋予正号,在轴下方的图形的面积赋予负号;
在一般情形下,定积分的几何意义是曲线,两条直线与轴所围成的各部分面积的代数和.
知识点三:定积分的性质
(1)(为常数),
(2),
(3)(其中),
(4)利用函数的奇偶性求积分:
若函数在区间上是奇函数,则;
若函数在区间上是偶函数,则.
知识点四:微积分基本定理
如果在上连续,且,则,这个结论
叫做微积分基本定理(或牛顿-莱布尼兹公式)。
其中叫做的一个原函数.由于
也是的原函数,其中c为常数.
一般地,原函数在上的改变量简记作.因此,微积分基本定
理可以写成形式:.
注意:求定积分主要是要找到被积函数的原函数,也就是说,要找到一个函数,它的导函数等于被积函数.由此,求导运算与求原函数运算互为逆运算.
知识点五:应用定积分求曲边梯形的面积
1. 如图,由三条直线,,轴(即直线)及一条曲线
()围成的曲边梯形的面积:;
2. 如图,由三条直线,,轴(即直线)及一条曲线
()围成的曲边梯形的面积:
;
3.由三条直线轴及一条曲线(不妨设在区间
上,在区间上)围成的图形的面积为:
=+.
4. 如图,由曲线及直线,围成图形的面积公式为:.
知识点六:定积分在物理中的应用
①变速直线运动的路程
作变速直线运动的物体所经过的路程,等于其速度函数在时间区间
上的定积分,即.
②变力作功
物体在变力的作用下做直线运动,并且物体沿着与相同的方向从移动
到,那么变力所作的功.
规律方法指导
1.利用定积分求平面图形面积的步骤:
(1)画出草图,在直角坐标系中画出曲线或直线的大致图像;
(2)借助图形确定出被积函数,求出交点坐标,确定积分的上、下限;
(3)写出定积分表达式;
(4)求出平面图形的面积.
2.要正确理解定积分的概念,掌握其几何意义,从而解决实际问题;
3.要正确计算定积分,需非常熟悉导数的运算。