第一节定积分的概念
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第一节_定积分的微元法(大专)
定积分是高等数学中的一个重要概念,它是微积分学的基础。定积分的微元法是定积分的一种重要解法方法。
定积分的定义是:若函数 $f(x)$ 在区间 $[a,b]$ 上有定义,并且在该区间内是有界的,那么将该区间分成许多小区间,每个小区间长度为 $ \triangle x $,并在每个小区间内任取一点 $x_i$,则当小区间宽度趋近于 0 时,Riemann和 $\sum f(x_i)
\triangle x$ 的极限称为函数 $f(x)$ 在 $[a,b]$ 上的定积分,记作 $\int_a^b f(x)
dx$。
定积分的微元法可以简化定积分的求解过程,实现求解和计算的快速精确。
定积分的微元法公式是:
$$\int_a^b f(x) dx = \lim_{\max\limits_{i=1}^{n} \triangle x_i \to 0}
\sum\limits_{i=1}^{n} f(\xi_i) \triangle x_i \approx \sum\limits_{i=1}^{n} f(x_i)
\triangle x$$
其中,$n$ 为区间 $[a,b]$ 被分成的小区间的数量,$\triangle x_i$ 为每个小区间的宽度,$\xi_i$ 为每个小区间中任意一个点的值,$x_i$ 是每个小区间的左端点。
根据定积分的微元法公式,我们可以将要求解的区间 $[a,b]$ 分成 $n$ 个小区间,记作 $[x_0,x_1], [x_1,x_2], …, [x_{n-1},x_n]$。在每个小区间 $[x_{i-1},x_i]$ 中取一点 $x_i$,则定积分的值可以近似表示为:
$$\int_a^b f(x) dx \approx \sum_{i=1}^{n} f(x_i) \triangle x_i$$
.1 定积分概念
定义 设函数f(x)在[a,b]上有界,在[a,b]中任意插入若干个分点
,
把区间[a,b]分成n个小区间
,
设有常数I,如果对于任意给定的正数 ,总存在一个正数 ,使得对于区间[a,b]的任何分法,不论在中怎样取法,只要,总有
成立,则称I是f(x)在区间[a,b]上的定积分,记作 。
接下来的问题是:函数f(x)在[a,b]上满足怎样的条件,f(x)在[a,b]上一定可积?以下给出两个充分条件。
定理1 设f(x)在区间[a,b]上连续,则f(x)在[a,b]上可积。
定理2 设f(x)在区间[a,b]上有界,且只有有限个间断点,则f(x)在[a,b]上可积。
如果我们对面积赋以正负号,在x轴上方的图形面积赋以正号,在x轴下方的图形面积赋以负号,则在一般情形下,定积分的几何意义为:它是介于x轴、函数f(x)的图形及两条直线x = a、x = b之间的各部分面积的代数和。
.2 牛顿-莱步尼兹公式及实例
定理 如果函数F(x)是连续函数f(x)在区间[a,b]上的一个原函数,则
。 (1) 证 已知函数F(x)是连续函数f(x)的一个原函数,又根据前面的定理知道,积分上限的函数
也是f(x)的一个原函数。于是这两个原函数之差为某个常数(第四章第一节),即 。 (2)
在上式中令x = a,得。又由 (x)的定义式及上节定积分的补充规定知 (a) = 0,因此,C = F(a)。以F(a)代入(2)式中的C,以代入(2)式中的 (x),可得
,
在上式中令x = b,就得到所要证明的公式(1) 。
由积分性质知,(1)式对a>b的情形同样成立。
为方便起见,以后把F(b) – F(a)记成。
公式(1)叫做牛顿(Newton)-莱步尼兹(Leibniz)公式,它给定积分提供了一种有效而简便的计算方法,也称为微积分基本公式。
例1 计算定积分。
解 。
例2 计算。
经济数学---微积分教案
山 东 女子 学 院 1 第一节 不定积分的概念与性质
教学目的:使学生了解原函数与不定积分的概念,了解不定积分的性质。
教学重点:原函数与不定积分的概念。
教学难点:原函数的求法。
教学内容:
一、原函数与不定积分的概念
定义1 如果对任一Ix,都有)()(xfxF 或 dxxfxdF)()(则称)(xF为)(xf在区间I 上的原函数。
例如:xxcos)(sin,即xsin是xcos的原函数。2211)1ln([xxx,即)1ln(2xx是211x的原函数。
原函数存在定理:
定理:如果函数)(xf在区间I 上连续,则)(xf在区间I 上一定有原函数,即存在区间I 上的可导函数)(xF,使得对任一Ix,有)()(xfxF。
评注:⑴如果)(xf有一个原函数,则)(xf就有无穷多个原函数。
设)(xF是)(xf的原函数,则)(])([xfCxF,即CxF)(也为)(xf的原函数,其中C为任意常数。
⑵如果)(xF与)(xG都为)(xf在区间I 上的原函数,则)(xF与)(xG之差为常数,即
CxGxF)()( (C为常数)
⑶ 如果)(xF为)(xf在区间I 上的一个原函数,则CxF)((C为任意常数)可表达)(xf的任意一个原函数。
定义2 若函数F(x)是f(x) 在区间I上的一个原函数,则表达式()FxC(其中C为任意常数)称为fx在区间I上的不定积分 记作 dxxf)( 经济数学---微积分教案
山 东 女子 学 院 2 其中称为积分号,fx称为被积函数,fxdx称为被积表达式,x称为积分变量。
例1:因为 23)3(xx, 得 Cxdsx332
例2:因为,0x时,xx1)(ln;0x时,xxxx1)(1])[ln(,得
编号:gswhsxxx2-2-01011
文华高中高二数学选修2--2第一章《导数及其应用》
1.5.3定积分的概念导学案
编制人:刘君杰 审核人:戴道亮 编制时间:2015年4月28日
学习目标:
1. 了解定积分的概念
2. 了解定积分的几何意义及性质.
3. 会通过四步曲求连续函数的定积分
重难点:
利用导数解决数学问题,形成知识网络
分析信息将问题进行转化
学习方法:.启发探究式(教师设问引导,学生自主探究,合作解决)
情感态度与价值观:通过学生主动参与,体验导数的优越性。
一.复习回顾:
1.用四步曲--------------------------求得曲边梯形得面积S=____________________________
2.用四步曲求得变速运动得路程S=_____________________________.
二.知识点实例探究
例1. 函数)(xf在区间ba,上连续,如同曲边梯形面积得四步曲求法写出运算过程.
上述和式无限接近某个常数,这个常数叫做函数)(xf在区间ba,上得定积分,记做baniinfnabdxxf1(lim)(),定积分的几何意义是:______________________________-
__________________________________________________________________________-.
例2.计算下列定积分的值,并从几何上解释这个值表示什么?(4)1(2122333nnn)
(1) 103dxx (2)013dxx
巩固训练:
(1)113dxx (2)213dxx
(3) dxx21031 (4)dxx3106