当前位置:文档之家› 定积分的定义

定积分的定义

可编辑
精品文档,欢迎下载
2_3_1
图形的面积近似为

xxf)(

小条分得越细,近似程度越高,令所有小条的宽度趋于0,就得到图形面
积的精确值. 这种分割、近似、求和、取极限的方法也可以解决其它应
用问题.

如果用S表示图形的面积,由定积分的定义可知

baxxfS)d(

从这个问题的解决可以看出,当0)(xf时,baxxf)d(的几何意义就是
由曲线)(xfy与x轴及直线 bxax,所围的平面
图形的面积.
图形上端曲线方程为)(xfy,将图形划分为一些小条,其中
小条面积用矩形面积近似,即

y
x O a b x x+Δx

y
x O a b x x+Δx
可编辑

精品文档,欢迎下载
将这块土地抽象成坐标系中的这个图形 (如图2_3_1),
图形上端曲线方程为)(xfy,将图形划分为一些小条,其中
小条面积用矩形面积近似,即
xxf)(

0 a x1 x2 xi-1 xi b
可编辑

精品文档,欢迎下载
再来看一般的情况,计算如下图形的面积

图形上面的曲线为)(xfy,下面的曲线为)(xgy,由定积
分的几何意义可知图形的面积为

bababaxxgxfxxgxxfS)]d()([)d()d(

或表示为

baxyyS]d[


一个积分是在对称区间],[aa上的积分,如果遇到这样的
积分,就可以考察被积函数的奇偶性,结论是



是偶函数时当是奇函数时当)(,)d(2)(,0)d(0xfxxfxfxxf
a

a

a

这个结论可以由几何直观加以验证

y
x O a b

y
x O -a
a

可编辑
精品文档,欢迎下载

从上图可以看出,
当)(xf是奇函数时有aaxxfxxf00d)(d)(;
当)(xf是偶函数时有aaxxfxxf00d)(d)(.

从上图可以看出,
当)(xf是奇函数时有aaxxfxxf00d)(d)(;
当)(xf是偶函数时有aaxxfxxf00d)(d)(.
y

y
x O -a a
可编辑

精品文档,欢迎下载
例1 三角形底为1,高为2,求三角形的面积.
解:按三角形面积公式有
1212121高底S

用定积分计算(如图)

10d2xxS

1102x
例2 梯形上底为1,下底为2,高为1,求梯形的面积.
解:按梯形面积公式有

23121212
1
)(高下底)(上底S

用定积分计算(如图)

21dxxS

232
2
1
2


x

例3 求半径为2的圆的面积.
解:按圆的面积公式有

422S

用定积分计算(如图)

202d44xxS

y
x
O 1

2

y
x
O 1 2 2

y
x
O
2
可编辑
精品文档,欢迎下载
令txsin2,则ttxdcos2d,
0x时0t;2x
时2t.


202dcos2sin444tttS


202dcossin116ttt

202dcos16tt
20d22cos116tt
20)2sin21(8tt

4

例6 求由xy,3xy所围成的平面图形的面积.
解:平面图形如图所示,在区间)0,1(上

xx3
在区间)1,0(上

3
xx

由此得

103013d)(d)(xxxxxxS

y
x
O
1

1
可编辑

精品文档,欢迎下载
21)42()24
(10420124

xxxx

例7 计算222)dsin(xxxx.
解:因为2,xx都是偶函数,xsin是奇函数.所以2xx是偶函数,
xxsin
是奇函数.由此得



22222222dsind)dsin(xxxxxxxxxx



203202d20d2xxxxx

课后作业

1.利用定积分的几何意义计算下列定积分:
(1)10dxx; (2))0(d022RxxRR.
2.求由下列曲线所围平面图形的面积:
(1)直线6,3,0,23yyxxy;
(2)2xy与2yx;
(3)xycos与x轴,在区间],0[上.
3.利用函数的奇偶性求下列定积分的值:

(1)224dsinxxx; (2)223dxx; (3)

11
23

)d64(xxx

.
可编辑
精品文档,欢迎下载
练习
可编辑

精品文档,欢迎下载
练习2 求由曲线3xy与直线0,2xxy围成
的平面图形的面积.


练习2 求由曲线3xy与直线0,2xxy围成
的平面图形的面积.
分 析

解:表示所求面积的定积分的积分区间是 .
分析:两条曲线)(xfy与)(xgy所围成的面积表示为

baxxgxfSd)()(

其中积分上下限ba,是两曲线相距最远的两个交点的横坐
标(如果有第3条曲线则情况例外).要计算这个积分,
需要去掉被积函数的绝对值号,这就要弄清)()(xgxf在区间],[ba上的符
号.

分析:求3xy与2xy的交点,确定积分限.
3
xy

与2xy的交点为)1,1(,故积分区间为)1,0(

详解:与2xy的交点为)1,1(,故积分区间为)1,0(.

练习1 求由曲线12xy与x轴及直线2,0xx
围成的曲边梯形的面积.
可编辑

精品文档,欢迎下载
解:12x在区间]2,0[上的符号是 .
可编辑

精品文档,欢迎下载
分析:一条曲线)(xfy与x轴在区间],[ba上所围成的面积表示为

baxxfSd)(

要计算这个积分,需要去掉被积函数的绝对值号,这就要弄清)(xf在区间
],[ba
上的符号.

提示:考虑12x在区间)2,0(内是否与x轴有交点,有则变号,没
有则不变号.
详解:12x与x轴的交点为)0,1(,在区间)2,0(内.在区间)1,0(上
012x
在区间)2,1(上
012x

12x
与x轴的交点为)0,1(,在区间)2,0(内.在区间)1,0(上

012x
在区间)2,1(上

012x
.

相关主题