§6.3定积分【复习目标】(1)通过实例(如求曲边梯形的面积、变力做功等),从问题情境中了解定积分的实际背景;借助几何直观体会定积分的基本思想,了解定积分的概念;会求简单的定积分。
(2)通过实例(如变速运动物体在某段时间内的速度与路程的关系),直观了解微积分基本定理的含义。
【重点难点】定积分的几何意义;利用定积分性质化简被积函数;求定积分值。
【知识梳理】(1)概念设函数f (x )在区间[a ,b ]上连续,用分点a =x 0<x 1<…<x i -1<x i <…x n =b 把区间[a ,b ]等分成n 个小区间,在每个小区间[x i -1,x i ]上取任一点ξi (i =1,2,…n )作和式I n =∑ni f 1=(ξi )△x (其中△x 为小区间长度),把n →∞即△x →0时,和式I n 的极限叫做函数f (x )在区间[a ,b ]上的定积分,记作:⎰badx x f )(。
这里,a 与b 分别叫做积分下限与积分上限,区间[a ,b ]叫做积分区间,函数f (x )叫做被积函数,x 叫做积分变量,f (x )dx 叫做被积式。
基本的积分公式:⎰dx 0= ;⎰dx x m= (m ∈Q , m ≠-1);⎰x 1dx = ;⎰dx e x = ;⎰dx a x=a a x ln +C ;⎰xdx cos = ;⎰xdx sin =(表中C 均为常数)。
(2)定积分的性质 ①()ba kf x dx =⎰(k 为常数); ②()()baf xg x dx ±=⎰;③⎰⎰⎰+=bacabcdx x f dx x f dx x f )()()((其中a <c <b )。
(3)定积分求曲边梯形面积由三条直线x =a ,x =b (a <b ),x 轴及一条曲线y =f (x )(f (x )≥0)围成的曲边梯的面积⎰=badx x f S )(。
如果图形由曲线y 1=f 1(x ),y 2=f 2(x )(不妨设f 1(x )≥f 2(x )≥0), 及直线x =a ,x =b (a<b )围成,那么所求图形的面积 S =S 曲边梯形AMNB -S 曲边梯形DMNC = 。
【课前预习】 1.已知2()f x x =,则与1()f x dx ⎰的值最接近的是( )A .10111()1010i i f =-⋅∑ B .100111()100100i i f =-⋅∑ C .1000111()10001000i i f =-⋅∑D .10000111()1000010000i i f =-⋅∑ 2.1||x dx ⎰= ( )A .0B .12C .1D .323.1-⎰= ( )A .πB .2πC .3D .324.求下列定积分. (1)02dx π-⎰= ; (2)3120x dx ⎰= ;(3)1831x dx -⎰= ; (4)122()x x dx ---⎰= ;5.求下列定积分.(1)24cos xdx ππ-⎰= ; (2)36sin xdx ππ-⎰= ;(3)22xdx ⎰= ; (4)21e edx x⎰= ; 【典型例题】题型一:利用定义求定积分例1.利用定积分定义,求1⎰题型二:利用积分公式求定积分值例2.计算下列定积分的值(1)⎰--312)4(dx x x ;(2)⎰-215)1(dx x ;(3)dx x x ⎰+2)sin (π;(4)dx x ⎰-222cos ππ;题型三:利用定积分求平面图形的面积例3 已知直线y ax =与曲线x y e b =+相交于点(0,0),(1,)y ,求直线y ax =与x y e b =+所围成的图形的面积。
题型四:已知定积分的值,求积分限或待定系数的值 ★例4 设函数sin()(0)3y x πωωω=->的周期为T ,若32T ππ<<,且66sin()32x dx πππωω--=⎰,求ω的值.题型五:求变速直线运动的路程及变力所做的功★例5 A ,B 两点在正东方向且相距100m ,质点M 从A 出发,沿东偏北30︒方向,以速度1(/)v m s =做直线运动,同时质点N 从B 出发,沿西偏北60︒方向以速度210(/)v at m s =+做直线运动.若质点M 与N 在C 点处相遇,求N 的速度★例6 在地面垂直向上发射火箭,设火箭质量为m ,火箭距地面高为h .求证:h →+∞时,克服重力所做的功为mRg .【巩固练习】1.曲线4y x =与曲线2y x =所围成图形的面积是 ( ) A .1240()x x dx -⎰B .1420()x x dx -⎰ C .02412()x x dx --⎰ D .04212()x x dx --⎰2.曲线dx = ( )A .2π-B .π-C .2πD .π 3.(sin cos )x x dx ππ--⎰= ( )A .1-B .0C .1D .2 4.1(1ln )ex dx +⎰= ( )A .2e B .2e C .e D .1e -5.2211x e dx --⎰= .6.已知函数112(1),01()2),(23)x x x f x x x --⎧+≤≤=≤≤≤≤⎪⎩,求30()f x dx ⎰★7.求曲线213:(10)2C y x x x =---≤≤与曲线2:(10)3x C y x x =-≤≤+所围成的图形的面积S .【本课小结】【课后作业】1.一物体做变速直线运动, v t -曲线如图所示, 则物体在0~6s s 间的运动路程为 ( )BA .254B .252C .25D .502.222(cos sin )22x x dx ππ--=⎰( )B A .2π B .π C .32π D .2π3.设2112log M xdx =⎰,2113log N xdx =⎰,则 ( )BA .M N >B .M N <C .||||M N <D .||||M N = 4.22|1|x e dx --=⎰5. 已知122011,()(2)a f a ax a x dx -≤≤=-⎰,求()f a 的值域★6.设()y f x =是二次函数,方程()0f x =有两个相等的实根,且()22f x x '=+. (1) 求()y f x =的表达式;(2)求()y f x =的图象与两坐标轴所围成图形的面积;(3)若直线(01)x t t =-<<把()y f x =的图象与两坐标轴所围成图形的面积二等分,求t 的值.§6.3定积分(简答)【课前预习】1.D2.C3.B4. (1)2π (2)25 (3) 92 (4)236- 5.(1)12+(2)122- (3)23log e (4)1 【典型例题】例1 (1)分割 (2)近似代替 (3)作和 (4)逼近12=⎰例2 (1(2)因为56)1(])1(61[-='-x x ,所以61|)1(61)1(216215=-=-⎰x dx x ;(3)(4)例3 13[(1)(1)]22x eS e x e dx =---=-⎰. ★例46666sin()cos()336x x dx x ππππππωωωω---=--==⎰15sin,22(),562666xx k k k Z ωωππππω∴==++∈∴=或.★例5 设质点M 与N 在0t t =时相遇.∵100,30,60,50AB A B AC BC =∠=︒∠=︒∴==∵(10)50t t at dt =+=⎰⎰,220003,(10)50,10,1,10(/)2t tN a t t t a v t m s =+=∴==-∴=-.★例62()()Mmf x GR x =+ 设克服重力所做的功为W ,则20011()()()hhMm Mm W G dx G GMm R x R x R R h==-=-+++⎰ 当0x =时,()f x mg =,∴2211,()R g G W mR g M R R h=∴=-+ 当h →+∞时,克服重力所做的功为W mRg =. 【巩固练习】1.C2.B3.B4.C5. 3322e e --6.(222ln 2ln 233-++- ★7.00002321111311()()[3ln(3)]2322x S x x dx dx x x dx x x dx x ----''=---=----++⎰⎰⎰⎰ln 27ln 81=--【课后作业】1.B2.B3.B4.222e e -+-5. 12212232002272()(2)(),()[,]322369a a a a f a ax a x dx x x f a =-=-=-+∴∈-⎰. ★6.(1)2()21f x x x =++ (2)13(3)由题意有0221(21)(21)ttx x dx x x dx ---++=++⎰⎰,得1t =.。