文档介绍:定积分的计算与应用
见涛
(XX师X学院附属中学,514063917qq.)
摘 要: 定积分是微积分学中从实际问题中抽象出来的一个重要的基本概念,,对一些常用的方法和技巧进行了归纳和总结,并较为深入地探讨了定积分在几何,物理,经济等领域都有着非常广泛的应用.
关键词: 定积分; 计算; 应用
众所周知,微积分的两大部分是微分与积分.微分实际上是求一函数的导数,而积分是已知一函数的导数,,微分与积分互为逆运算.
实际上,,也就是已知导数求原函数,而若的导数是,那么(是常量)的导数也是,也就是说,把积分不一定能得到,因为的导数也是,是无穷无尽的常数,所以积分的结果有无数个,是不确定的.我们一律用代替,这就称为不定积分.
而相对于不定积分,,,为求由所围图形的面积,采用古希腊人的穷举法,先在小X围内以直代曲,求出的近似值,再取极限得到所求面积,为此,先将
分成等份:,取,记,则为的近似值,当→+∞时,,便得定积分的概念 定义:对于定义在上的函数,作分划, 若存在一个与分划及的取法都无关的常数,使得
(1) 则称为在上的定积分,记作,称为积分区间,称为被积函数,,.
我们还可以看到,定积分的本质是把图像无限细分,再累加起来,,那么,为什么定积分写成积分的形式呢?
定积分和积分看起来风马牛不相及,但是由于一个数学上重要理论的支撑,,这似乎是不可能的事情,但是由于这个理论,—莱布尼兹公式.
定理(牛顿—莱布尼兹公式)设函数在闭区间上连续,且是它在该区间上的一个原函数,则
=
也常写成 = (2)
,且这个差值是确定的,是一个数,而不是一个函数.
正因为这个理论揭示了积分与定积分本质的联系,,牛顿—莱布尼兹公式也被称作微积分基本定理.
一、定积分的计算方法
(一)几种基本的定积分计算方法
由牛顿—莱布尼兹公式知,计算连续函数的定积分,关键是求的原函数,也就是求的不定积分,那么由不定积分的换元积分法和分部积分法,自然推出定积分的换元积分法和分部积分法.
⒈ 用定义计算
例1 计算定积分
解 设,用分点把区间分割为个小区间,记,,在上任取一点,有,作积分和
=