定积分的微元法
n i =1
) (2)计算∆Ai 的近似值
∆Ai ≈ f (ξ i )∆xi
ξ i ∈ ∆x i
n i =1
(3) 求和,得A的近似值 A ≈ ∑ f (ξ i )∆xi . ) 求和, 的近似值
(4) 求极限,得A的精确值 ) 求极限, 的精确值
面 )∆xi = ∫ f ( x )dx a λ →0
二、小结
元素法的提出、思想、步骤 元素法的提出、思想、步骤.
(注意微元法的本质) 注意微元法的本质)
思考题
微元法的实质是什么? 微元法的实质是什么?
思考题解答
微元法的实质仍是“和式”的极限 微元法的实质仍是“和式”的极限.
为被积表达式, ) 3)以所求量U 的元素 f ( x )dx 为被积表达式,在 上作定积分, 区间[a , b]上作定积分,得U = 的积分表达式. 即为所求量U 的积分表达式
∫a f ( x )dx ,
b
这个方法通常叫做元素法. 这个方法通常叫做元素法. 元素法 应用方向: 应用方向: 平面图形的面积;体积;平面曲线的弧长; 平面图形的面积;体积;平面曲线的弧长; 水压力;引力和平均值等. 功;水压力;引力和平均值等.
i =1
n
积 元 素
提示 若用∆A 表示任一小区间
y [ x , x + ∆x ]上的窄曲边梯形的面积, 上的窄曲边梯形的面积,
A = ∑ ∆A,
∆A ≈ f ( x )dx ,
b
y = f (x)
dA
A ≈ ∑ f ( x )dx
A = lim ∑ f ( x )dx = ∫a f ( x )dx .
o a x x + dx x b
(1)U 是与一个变量 x 的变化区间[a, b ]有关 ) 的量; 的量; ( 2 ) U 对 于 区 间 [a, b] 具 有 可 加 性 , 就 是 分成许多部分区间, 说,如果把区间[a, b]分成许多部分区间,则 U 相应地分成许多部分量 , 而U 等于所有部 相应地分成许多部分量, 分量之和; 分量之和;
一、问题的提出
回顾 曲边梯形求面积的问题
曲边梯形由连续曲线
y
y = f ( x ) ( f ( x ) ≥ 0) 、
x 轴与两条直线 x = a 、
y = f ( x)
x = b 所围成。 所围成。 b A = ∫a f ( x)dx
o a
b x
面积表示为定积分的步骤如下
) 的小区间, (1)把区间[a , b]分成n 个长度为 ∆x i 的小区间, 个小窄曲边梯形, 相应的曲边梯形被分为n 个小窄曲边梯形, i 第 小窄曲边梯形的面积为∆Ai ,则 A = ∑ ∆Ai .
2)设想把区间[a , b]分成 n 个小区间,取其中任 ) 个小区间, 一小区间并记为[ x , x + dx ],求出相应于这小区 的近似值.如果 间的部分量 ∆U 的近似值 如果 ∆U 能近似地表示 为[a , b ]上的一个连续函数在 x 处的值 f ( x ) 与 dx 的乘积, 的乘积,就把 f ( x )dx 称为量U 的元素且记作 dU ,即 dU = f ( x )dx ;
符合下列条件: 当所求量U 符合下列条件:
) (3)部分量∆U i 的近似值可表示为 f (ξ i )∆x i ;
就可以考虑用定积分来表达这个量U
元素法的一般步骤: 元素法的一般步骤:
1)根据问题的具体情况 , 选取一个变量例如 x ) 根据问题的具体情况, 为积分变量, 为积分变量,并确定它的变化区间[a , b ];