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定积分的概念,几何意义及其运算


预习:
定积分的应用
(2
x
3 2
3
x2 ) 4 2
1
7 16
⑤ 原式=
(3x2 cos x) 2
3 2
1
2
8
0
⑥ 原式= (ex 2ln x) 2 e2 e 2 ln 2 1
(6)课本P:55 B组 Ex1
①原式= e2x 1 e2 1
2 0
2
2x 3 ③原式= ln 2
1
6 ln 2
② 原式= sin 2x 4 2 3
积 被 被积
x


分 积 积分
的函

号 函 表变 数 达量 式
微数 分
常 数
常见的不定积分公式
① 0dx C
② dx x C

xndx
x n 1
n1
C(n
1)
⑤ exdx ex C

1 x
dx
ln
|
x
|
C
⑥ axdx ax C ln a
⑦ sin xdx cos x C
随着分割越来越细,即n→﹢∞或⊿x→0时 不足近似值和过剩近似值都会趋于真实值
定积分的概念 第一步:分割 第二步:近似代替 第三步:求和 第四步:取极限
过剩近似值与不足近似值
y
O i-1
i
x
左点法 矩形法 中点法
过剩近似值与不足近似值: 梯形法 右点法
抛物线法
随着分割越来越细,即⊿x→0时 不足近似值会趋于真实值
y
O i-1
i
x
左点法 矩形法 中点法
过剩近似值与不足近似值: 梯形法 右点法
抛物线法
随着分割越来越细,即⊿x→0时
过剩近似值会趋于真实值
y
O i-1
i
x
左点法 矩形法 中点法
过剩近似值与不足近似值: 梯形法 右点法
抛物线法
随着分割越来越细,即⊿x→0时 近似值会趋于真实值
y
O i-1
i
x
左点法
故,原式= 2 2 cos2 tdt
2 (1 cos 2t)dt
0
0
2
作业:
1.课本P:55 A组 Ex2
2.课本P:66 A组 Ex14
3.若
1 f (x)dx 2 ,则
1
[2
f
(x)___
0
0
4.将图中阴影部分的面积S 用定积分表示出来: (不要求计算)
既然是“近似代替” 自然就有“过剩”与“不足” 近似之说 随着分割越来越细,即n→+∞或⊿x→0时 不足近似值和过剩近似值都会趋于真实值
过剩近似值
不足近似值
随着分割越来越细,即n→+∞或⊿x→0时 不足近似值和过剩近似值都会趋于真实值
过剩近似值与不足近似值
左点法 矩形法 中点法 梯形法 右点法 抛物线法
上述各种问题,归结到数学上是:
如何求不规则图形的面积或体积
高中阶段,只研究较简单的不规则图形的面积
上图纵向切割后,可归结成求“二直二曲”图形的面积
“二直二曲”可切割成——“三直一曲”的曲边梯形 如何求曲边梯形的面积呢?
例1.已知图中阴影部分是由抛物线 y x2 ,直线x=1以
及x轴所围成的平面图形,求阴影部分的面积S
y
y x2
x
O
1
析①:曲边梯形的一边是曲线段是难点 析②:先微分══>以直代曲══>后积分
第一步:分割
将图中曲边梯形分割成n个小曲边梯形 y
记他们的面n积分别为:S1, S2, , Sn
显然有S Si i 1
第二步:近似代替
O
用小矩形的面积近似的代替 小曲边梯形的面积
y=x 2
i-1 i 1 x nn
(2)用定积分表示下面阴影图形的面积值:
y y f (x)

oa
bx
b
A1 a f ( x)dx
y y f2(x)

y f1( x)
oa
bx
b
A2 a [ f2( x) f1( x)]dx
(2)用定积分表示下面阴影图形的面积值:
③a
y bx
o
y f (x)
b
A3 a f ( x)dx
2
4
6
法3:(7)s求
4
[(4
y)
1
y2 ]dy
0
2
解:原式
(4 y
1 2
y2
1 6
y3)
|04
4 4 1 42 1 43 40 26 3
(8)求1 1 1 11-xx22ddxx .
1-1
2
析:直接求原函数不易也
利用几何意义
另:实际上可结合对称性,以及换元法求解
设x sin t,则dx costdt
§225 定积分的概念、几何意义及其运算
一、积分的概念:
1.不定积分: 2.定积分:
二、定积分的几何意义:
一重积分是面积 前上为正下相反 有上有下代数和 同理可得右为前
三、定积分的运算:
1.运算方法: ①几何意义法: ②基本定理法:
2.运算性质:
导数概述

①求切线斜率 ②判定单调性
数 ③求极值 ④求最值
yb

x f2(y)
b
A6 a [ f2 ( y) f1( y)]dy
ya
x f1( y)
三、定积分的运算:
1.运算方法: ①几何意义法:
一重积分是面积 前上为正下相反 有上有下代数和 同理可得右为前
②基本定理法:
b
f (x)dx F(b) F(a)
a
2.运算性质:
b
b
① kf (x)dx k f (x)dx
第四步:取极限
当n趋向于无穷大时,S
趋向于S
n
n
,即 S
lim
n
Sn
lim n
i 1
f
一、积分的概念:
1.不定积分: 2.定积分:(四大步 参课本P:39~45)
①分割
②近似代替 分割取近似,求和取极限 ③求和
④取极限
积分上限
lim 记作:
b a
f
(x)dx
n
n ba i1 n
f
(i )
积分下限
随着分割越来越细(n→﹢∞或⊿x→0)时 不足近似值和过剩近似值都会趋于真实值
随着分割越来越细(n→﹢∞或⊿x→0)时 不足近似值和过剩近似值都会趋于真实值
随着分割越来越细(n→﹢∞或⊿x→0)时 不足近似值和过剩近似值都会趋于真实值
随着分割越来越细(n→﹢∞或⊿x→0)时 不足近似值和过剩近似值都会趋于真实值
y f1( x)

a y f2(x) b x
b
A4 a [ f1(x) f2 (x)]dx
(2)用定积分表示下面阴影图形的面积值:
y f1( x)

y f2(x)
xa xb
xc
xd
b
c
d
A5 a [ f1(x) f2(x)]dx b [ f1(x) f2(x)]dx a [ f1(x) f2(x)]dx
矩形法 中点法
过剩近似值与不足近似值: 梯形法 右点法
抛物线法
随着分割越来越细,即⊿x→0时 近似值会趋于真实值
y
O i-1
i
x
左点法
矩形法 中点法
过剩近似值与不足近似值: 梯形法 右点法
抛物线法
随着分割越来越细,即⊿x→0时 近似值会趋于真实值
练习1.定积分的概念 (1)课本P:42 探究
随着分割越来越细(n→﹢∞或⊿x→0)时 不足近似值和过剩近似值都会趋于真实值
⑧ cos xdx sin x C
⑨ [af (x) bg(x)]dx a f (x)dx b g(x)dx
⑩ [ f (x)dx]/ f (x) ,
f / (x)dx f (x) C
一、积分的概念:
1.不定积分: 2.定积分:
物理学中好多问题: ①状态量的求和:如体积,质量,电量,能量…… ②过程量的累积:如做功,焓变,熵变,电势差…… ③广延量的求和:如质量,电量,能量,转动惯量…… ④强度量的累积:如电场强度,磁感应强度,温度压强……
随着分割越来越细(n→﹢∞或⊿x→0)时 不足近似值和过剩近似值都会趋于真实值
随着分割越来越细(n→﹢∞或⊿x→0)时 不足近似值和过剩近似值都会趋于真实值
随着分割越来越细(n→﹢∞或⊿x→0)时 不足近似值和过剩近似值都会趋于真实值
随着分割越来越细(n→﹢∞或⊿x→0)时 不足近似值和过剩近似值都会趋于真实值
y f前(x)
xa
y f后(x)
xb
b
a [ f前(x) f后(x)]dx S1 S2 S3
二、定积分的几何意义:
一重积分是面积 前上为正下相反 有上有下代数和 同理可得右为前
yb
x f后(y)
x f前(y)
ya
b
a [ f前( y) f后( y)]dy S
练习2.一重积分的几何意义
(16x 4x2
4
x3
1
2
x4)
40
3 2 03
② 原式=
2
3
(x 2 )dx
(1 x2 2x 3ln x) 2
1 3ln 2
1
x
2
12
③ 原式= 3 (x 2 1 )dx
2
x
(1 x2 2x ln x) 3 9 ln 3
2
22
2
④ 原式=
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