内容正文:
定积分的概念与微积分基本定理
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掌握定积分的计算,了解定积分的物理意义,会利用定积分求平面区域围成的面积.
一、定积分的概念:
从前面求曲边图形面积以及求变速直线运动路程的过程发现,它们都可以通过“分割、近似代替、求和、取极限得到解决,且都归结为求一个特定形式和的极限,
事实上,许多问题都可以归结为求这种特定形式和的极限
1定积分的概念
一般地,设函数
在区间
上连续,用分点
将区间
等分成
个小区间,在每个小区间
上取一点
,作和式:
EMBED Equation.3
当
)时,上述和式无限接近某个常数,这个常数叫做函数
在区间
上的定积分。记为:
即
=
其中函数
叫做 ,
叫做 变量,区间
为 区间,
积分 ,
积分 。
说明:(1)定积分
是一个常数
(2)用定义求定积分的一般方法是:①分割:
等分区间
;②近似代替:取点
;③求和:
;④取极限:
(3)曲边图形面积:
;变速运动路程
2定积分的几何意义
从几何上看,如果在区间[a,b]上的函数
连续且恒有
。那么定积分
表示由直线
(
),
和曲线
所围成的曲边梯形的面积。
3定积分的性质
根据定积分的定义,不难得出定积分的如下性质:
性质1
性质2
(其中k是不为0的常数) (定积分的线性性质)
性质3
(定积分的线性性质)
性质4
(定积分对积分区间的可加性)
说明:①推广:
②推广:
③性质解释:
2、 微积分基本定理:
变速直线运动中位置函数与速度函数之间的联系
设一物体沿直线作变速运动,在时刻t时物体所在位置为S(t),速度为v(t)(
),
则物体在时间间隔
内经过的路程可用速度函数表示为
。
另一方面,这段路程还可以通过位置函数S(t)在
上的增量
来表达,即
=
而
。
对于一般函数
,设
,是否也有
若上式成立,我们就找到了用
的原函数(即满足
)的数值差
来计算
在
上的定积分的方法。
注:1:定理 如果函数
是
上的连续函数
的任意一个原函数,则
证明:因为
=
与
都是
的原函数,故
-
=C(
)
其中C为某一常数。
令
得
-
=C,且
=
=0
即有C=
,故
=
+
=
-
=
令
,有
例1计算下列定积分
1. 2. ; 3. 。
例2.计算由两条抛物线和所围成的图形的面积.
练习:
1.若
则
( )
A.
B.
C.
D.1
2. 定积分
的值为( )
3.若则的大小关系为( )
A.
B.
C.
D.
4.已知
与
是定义在
上的连续函数,如果
与
仅当
时的函数值为0,且
,那么下列情形不可能出现的是( )
A.0是
的极大值,也是
的极大值
B.0是
的极小值,也是
的极小值
C.0是
的极大值,但不是
的极值
D.0是
的极小值,但不是
的极值
5:已知二次函数
的导数为
,
,对于任意实数
都有
,则
的最小值为( )
A.
B.
C.
D.
二、定积分求面积
1. 直线
在第一象限内围成的封闭图形的面积为( )
A.
B.
C.
D.4
2.直线
过抛物线
的焦点且与
轴垂直,则
与
所围成的图形的面积等于( )
A.
B.2
C.
D.[来源:Zxxk.Com]
3.已知函数
的图象是折线段
,其中
、
、
,函数
(
)的图象与
轴围成的图形的面积为_________.
一、选择题(共4小题,每小题10分,共40分)
1. 下列各定积分的值等于1的是( )
A.
B.
C.
D.
2. 将和式的极限
表示成定积分( )
A.
B.
C.
D.
3. 求由
围成的曲边梯形的面积时,若选择x为积分变量,则积分区间为( )
A.[0,
]
B.[0,2]
C.[1,2]
D.[0,1]
4. 如下图,阴影部分的面积为( )
A.
dx
B.
dx
C
dx
D.
dx
二、填空题(每题10分,共40分)
5. 由定积分的几何意义分析,则
=_________
6. 将和式
表示为定积分___________
7. 按万有引力定律,两质点间的吸引力
,k为常数,
为两质点的质量,r