定积分计算
- 格式:ppt
- 大小:627.00 KB
- 文档页数:28


定积分计算法则一、定积分的基本概念1. 定积分的定义- 设函数y = f(x)在区间[a,b]上有界。
- 在[a,b]中任意插入n - 1个分点a=x_0< x_1< x_2<·s< x_{n - 1}< x_n = b,把区间[a,b]分成n个小区间[x_{i - 1},x_i],i = 1,2,·s,n。
- 记Δ x_i=x_i - x_{i - 1},λ=max{Δ x_1,Δ x_2,·s,Δ x_n}。
- 在每个小区间[x_{i - 1},x_i]上任取一点ξ_i∈[x_{i - 1},x_i],作和式∑_{i = 1}^n f(ξ_i)Δ x_i。
- 如果当λ→0时,上述和式的极限存在(这个极限值与[a,b]的分法及ξ_i的取法均无关),则称函数y = f(x)在区间[a,b]上可积,并称这个极限为函数y = f(x)在区间[a,b]上的定积分,记作∫_{a}^bf(x)dx,即∫_{a}^bf(x)dx=limlimits_{λ→0}∑_{i = 1}^n f(ξ_i)Δ x_i。
其中f(x)叫做被积函数,f(x)dx叫做被积表达式,x叫做积分变量,a叫做积分下限,b叫做积分上限,[a,b]叫做积分区间。
2. 定积分的几何意义- 当f(x)≥slant0,x∈[a,b]时,定积分∫_{a}^bf(x)dx表示由曲线y = f(x),直线x = a,x = b以及x轴所围成的曲边梯形的面积。
- 当f(x)≤slant0,x∈[a,b]时,定积分∫_{a}^bf(x)dx表示由曲线y = f(x),直线x = a,x = b以及x轴所围成的曲边梯形面积的负值。
- 当f(x)在[a,b]上有正有负时,定积分∫_{a}^bf(x)dx表示x轴上方的曲边梯形面积减去x轴下方的曲边梯形面积。
二、定积分的基本性质(假设以下性质中的函数在相应区间上可积)1. 线性性质- ∫_{a}^b[k_1f(x)+k_2g(x)]dx = k_1∫_{a}^bf(x)dx + k_2∫_{a}^bg(x)dx,其中k_1,k_2为常数。
定积分的四种求法定积分是新课标的新增内容,其中定积分的计算是重点考查的考点之一,下面例题分析定积分计算的几种常用方法.一、定义法 例1 用定义法求230x dx ⎰的值.分析:用定义法求积分可分四步:分割,以曲代直,作和,求极限.解:(1)分割:把区间[0,2] 分成n 等分,则△x =2n. (2)近似代替:△32()i i i S f x x n ξ⎛⎫=∆=∆ ⎪⎝⎭(3)求和:33111222nnni i i i i i S x n n n ===⎛⎫⎛⎫⎛⎫∆≈∆=• ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭∑∑∑.(4)取极限:S=3332242lim n n n n n n →∞⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦L =443332244221lim 12lim[(1)]4n n n n n n n →∞→∞⎡⎤+++=⨯+⎣⎦L =224(21)lim n n n n →∞++==4.∴230x dx ⎰=4..评注:本题运用微积分的基本定理法来求非常简单.一般地,其它方法计算定积分比较困难时,用定义法,应注意其四个步骤中的关键环节是求和,体现的思想方法是先分后合,以直代曲.二、微积分基本定理法例2 求定积分221(21)x x dx ++⎰的值.分析:可先求出原函数,再利用微积分基本定理求解.解:函数y =221x x ++的一个原函数是y =323x x x ++. 所以.221(21)x x dx ++⎰=3221()|3x x x ++=81421133⎛⎫⎛⎫++-++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=193.评注:运用微积分基本定理计算定积分的关键是找到被积函数的原函数.三、几何意义法 例3 求定积分11dx -⎰的值.分析:利用定积分的意义是指曲边梯形的面积,只要作出图形就可求出.解:11dx -⎰表示圆x 2+y 2=1在第一、二象限的上半圆的面积.因为2S π=半圆,又在x 轴上方.所以11dx -⎰=2π. 评注:利用定积分的几何意义解题,被积函数图形易画,面积较易求出.四、性质法例4 求下列定积分: ⑴44tan xdx ππ-⎰;⑵22sin 1x xdx x ππ-+⎰. 分析:对于⑴用微积分的基本定理可以解决,而⑵的原函数很难找到,几乎不能解决.若运用奇偶函数在对称区间的积分性质,则能迎刃而解.解:由被积函数tan x 及22sin 1x xx +是奇函数,所以在对称区间的积分值均为零.所以⑴44tan xdx ππ-⎰=0;⑵22sin 1x xdx x ππ-+⎰=0. 评注:一般地,若f (x )在[-a ,a ]上连续,则有性质:①当f (x )为偶函数时,()aaf x dx -⎰=20()af x dx ⎰;②当f (x )为奇函数时,()aaf x dx -⎰=0. 小结通过这几个例题分析,让我明白并牢固记住了如何求定积分的方法,懂得在什么情况该用何种方法解决问题;它有非常重要的意义,并且应用也非常广泛,因此掌握此四种方法可以为学好其他比如物理学应用打下良好的基础。
定积分公式大全24个在微积分中,定积分是一个非常重要的概念,它在数学和物理学等领域有着广泛的应用。
定积分公式作为定积分的重要工具,可以帮助我们解决各种复杂的问题。
在本文中,我们将介绍24个常见的定积分公式,希望对大家的学习和工作有所帮助。
1. 基本积分公式。
定积分的基本公式是。
\[ \int_{a}^{b} f(x)dx=F(b)-F(a) \]其中,\(F(x)\)是\(f(x)\)的不定积分。
这个公式是定积分的基础,我们可以通过它来求解更复杂的积分问题。
2. 定积分的线性性质。
如果\(f(x)\)和\(g(x)\)在区间\([a,b]\)上可积,\(k\)是任意常数,那么有。
\[ \int_{a}^{b} [kf(x)+g(x)]dx=k\int_{a}^{b} f(x)dx+\int_{a}^{b} g(x)dx \]这个公式可以帮助我们简化定积分的计算过程,尤其是在处理复杂的函数时非常有用。
3. 定积分的换元积分法。
如果\(u=g(x)\)在\([a,b]\)上具有连续导数,\(f(u)\)在对应区间上可积,那么有。
\[ \int_{a}^{b} f(g(x))g'(x)dx=\int_{g(a)}^{g(b)} f(u)du \]这个公式可以帮助我们将原来的积分转化为更容易处理的形式,从而简化计算。
4. 定积分的分部积分法。
如果\(u=f(x)\)和\(v=g(x)\)都在\([a,b]\)上具有连续导数,那么有。
\[ \int_{a}^{b} u dv=uv|_{a}^{b}-\int_{a}^{b} v du \]这个公式可以帮助我们将原来的积分转化为更容易处理的形式,从而简化计算。
5. 定积分的换限积分法。
如果\(f(x)\)在\([a,b]\)上可积,\(F(x)\)是\(f(x)\)的一个原函数,那么有。
\[ \int_{a}^{b} f(x)dx=-\int_{b}^{a} f(x)dx \]这个公式可以帮助我们简化定积分的计算过程,尤其是在处理对称函数时非常有用。