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(i1, 2,, n), 作和n f (i)xi 如果当0时, 上述和式的
极限存在, 且极限i值1 与区间[a, b]的分法和i的取法无关,
则称此极限为函数f(x)在区间[a, b]上的定积分, 记为
b
a
f
(x)dx
即
b
a
n
f (x)dx lim f ( x ) 在 [ a , b ] 上可积 .
3.定积分的几何意义:
曲边梯形面积
曲边梯形面积的负值
y
A1
a
A2
A3 A4
b
òa f (x)d x = A1 - A2 + A3 - A4 + A5
各部分面积的代数和
A5 bx
例1. 利用定义计算定积分
解 把区间[0, 1]分成n等份, 分点为和小区间长度为
xi xnii(ini(1i21 2 n 1n)1)xix1ni (1ni(1i21 2 n) n)
将其一般化,就得到定积分的概念.
二、定积分的定义
1. 定积分的定义
设函数f(x)在区间[a, b]上有界. 在区间[a, b]内插入n-1
个分点: ax0<x1<x2< <xn1<xnb;记xi=xi-xi1 (i1, , n),
max{x1, x2,,xn}; 在小区间[xi1, xi]上任取一点i
n
S
lim
0
i
1
v(
i
)t
i
1. 曲边梯形的面积
n
å S = lim l ®0
D xi f (xi )
i= 1
2.变速直线运动的路程
上述两个问题的共性: • 解决问题的方法步骤相同 :
“分割 , 近似 , 求和 , 取极限 ”
• 所求量极限结构式相同: 特殊乘积和式的极限 许多问题的解决都可以化为上述特定和式的问题,
(1)分割: T1=t0<t1<t2< *** <tn-1<tn=T2, tititi+1; (2)近似: 物体在时间段[ti1, ti]内所经过的路程近似为
Siv(i)ti ( ti1< i<ti );
(3)求和: 物体在时间段[T1, T2]内所经过的路程近似为
(4)取极限: 记max{t1, t2,, tn}, 物体所经过的路程为
a
a
二、定积分的定义
1.定积分的定义b a
f
n
(x)dxlim
0 i1
f
(i)xi
根据定积分的定义
曲边梯形的面积为
A
b
a
f
(x)dx
变速直线运动的路程为
S
T2v(t)dt
T1
2.函数的可积性
定理1:如果函数f(x)在区间[a, b]上连续, 则函数f(x) 在区间 [a, b]上可积.
定理2:如果函数f(x)在区间[a, b]上有界, 且只有有限 个间断点, 则函数f(x)在区间[a, b]上可积.
用直线 x = xi 将曲边梯形分成 n 个小曲边梯形;
2) 近似. 在第i 个窄曲边梯形上任取 i [xi1 , xi ]
作以[xi1 , xi ] 为底 , f (i )
y
为高的小矩形, 并以此小
梯形面积近似代替相应
窄曲边梯形面积
得
D Ai 籇 f (xi ) xi (D xi = xi - xi- 1 )
o a x1
xi xi- 1
i
3) 求和.
n
n
å å A = D Ai- 1 籇 f (xi ) xi
i= 1
i= 1
4) 取极限. 令
则曲边梯形面积
n
å A = lim l ®0
D Ai
i= 1
n
= limå f (xi )D xi l ® 0 i= 1
y o a x1 xi1 xi
i
1. 曲边梯形的面积
第五章 定积分
第一节 第二节 第三节 第四节
定积分的概念与性质 微积分基本公式 定积分的换元法和分部积分法 反常积分
主讲人:李源
第一节 定积分的概念与性质
一、定积分问题举例 二、定积分的定义 三、定积分的性质
一、定积分问题举例
在初等函数里面,我们只会计算规则图形的面积, 如长方形,圆形等。如何计算不规则图形的面积,是 我们需要解决的问题。
积分上限
[a , b] 称为积分区间
b
ò å f (x)dx = a
n
lim
l ®0
f (xi ) D xi
i= 1
积分下限 被 积 函 数
被积 积分 表变 达量
积 分 和
式
定积分仅与被积函数及积分区间有关 , 而与积分
变量用什么字母表示无关 , 即
b
b
b
ò ò òa f (x) dx = f (t) dt = f (u)du
曲边梯形
设函数y=f(x)在区间[a, b]
y
上非负、连续. 由直线x=a、x=b、
y=f(x)
Y=0及曲线y=f (x)所围成的图形 称为曲边梯形, 其中曲线弧称 为曲边.
x=a oa
x=b
bx
如何计算其面积?
解决步骤 :
1) 分割. 在区间 [a , b] 中任意插入 n –1 个分点 a = x0 < x1 < x2 < L < xn- 1 < xn = b
3 积零为整
n
S f ( i )xi
i 1
.
分法越细,越接近精确值
x b
4 取极限
令分法无限变细
n
å S =
lim
l ®0
i= 1
f
(xi
).D.
xi
.
2.变速直线运动的路程
已知物体直线运动的速度v=v(t)是时间 t 的连续函数, 且v(t)>0, 计算物体在时间段[T1, T2]内所经过的路程S.
1 化整为零
2 以直代曲 (以常代变)
Si f ( i )xi
3 积零为整
n
S f ( i )xi
i 1
.
分法越细,越接近精确值
x b
4 取极限
令分法无限变细
..
1. 曲边梯形的面积
f (i) y
S
oa
x x i i i 1 .
元素法
y=f (x)
1 化整为零
2 以直代曲 (以常代变)
Si f ( i )xi
f (i) y
o
a x1 x2
x i i xi1
元素法
y=f (x)
1 化整为零
2 以直代曲 (以常代变)
Si f ( i )xi
3 积零为整
n
S f ( i )xi
i 1
.
分法越细,越接近精确值
x
xn1 b
.
.
1. 曲边梯形的面积
f (i) y
oa
x x i i i 1 .
元素法
y=f (x)
取
i
i n
(i 1,2 , n)
,作积分和
iniii1nnn111fff(f(((i)iii)))xxxixiiiiniii1nnn111i2ii22i2xxxixiiiiniii1nnn11(1((n(inniin)i))2)2221n1n1n1n16161616(1(((1111n1n1n1n))())2(((2221n1n1n1n))))