知识讲解_定积分的概念
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高二数学定积分知识点总结一、定积分的概念1.1 定积分的引入在高中数学中,我们学过了不定积分的概念和性质,定积分就是在这个基础上引入的。
当我们对一个函数进行积分时,如果我们要计算的量是函数在一个区间上的面积或者体积,那么我们就需要用到定积分。
定积分可以看做是一个变量的特定区间上的累积和。
1.2 定积分的定义设函数f(x)在区间[a, b]上有定义,将[a, b]分成n等分,每个小区间的长度为Δx=n(b-a),在第i个小区间上任取一点ξi,则f(x)在[a, b]上的定积分为:∫[a,b]f(x) dx=lim{n→∞}∑{i=1}^{n}f(ξi)Δx其中lim{n→∞}表示当n趋向于无穷大时的极限。
1.3 定积分的几何意义定积分的几何意义即函数f(x)在[a, b]上的定积分就是函数y=f(x)与x轴所围区域的有向面积。
1.4 定积分的性质(1)定积分的线性性质:∫[a,b][f(x)+g(x)] dx=∫[a,b]f(x) dx+∫[a,b]g(x) dx(2)定积分的估值性质:若f(x)在[a, b]上连续,则必定存在α∈[a, b],使得∫[a,b]f(x)dx=f(α)(b-a)1.5 定积分的计算定积分的计算主要是通过不定积分的计算来实现。
通过不定积分求出F(x)的原函数后,即可得到∫[a,b]f(x) dx=F(b)-F(a)。
二、定积分的应用2.1 定积分的物理意义定积分在物理学中有着重要的应用,它可以用来计算物体的质量、重心、压力、力矩等。
在力学中,定积分常用来计算物体的质心以及转动惯量等。
2.2 定积分的几何应用定积分可以用来求曲线与坐标轴所围成的曲边梯形或者曲边梯形的面积,也可以用来计算曲线的弧长、曲线旋转体的体积等几何问题。
2.3 定积分的工程应用在工程问题中,定积分可以用来计算各种曲线的长度、曲线所围成的区域面积、曲线所绕成的物体的体积等。
2.4 定积分的经济应用在经济学中,定积分可以用来计算总收益、总成本、总利润等与变量有关的经济指标。
定积分知识点总结数学一、定积分的定义1. 定积分的概念定积分是微积分中的一个重要概念,它是对函数在一个区间上的积分进行定义的一种方法。
定积分可以表示函数在一个区间上的“累积效果”,即函数在该区间上的总体积或总面积。
2. 定积分的符号表示定积分可以用符号∫ 来表示,即∫f(x)dx,其中f(x)是要积分的函数,dx表示自变量x的微元。
3. 定积分的定义设函数f(x)在区间[a, b]上连续,将区间[a, b]等分成n个小区间,每个小区间的长度为Δx,取每个小区间上任意一点ξi,计算出函数在每个小区间上的面积,然后将所有小区间上的面积相加,得到一个近似值。
当n趋于无穷大时,这个近似值趋于一个确定的值,称为定积分,记作∫a到b f(x)dx。
4. 定积分的几何意义定积分的几何意义是函数f(x)在区间[a, b]上的图像和坐标轴之间的面积,当函数为正值时,定积分表示曲线下面积;当函数为负值时,定积分表示曲线上面积减去曲线下面积。
二、定积分的性质1. 定积分的存在性定积分的存在性是指对于一个函数在一个区间上的定积分是否存在,存在的充分必要条件是函数在该区间上连续。
2. 定积分的线性性定积分具有线性性质,即若f(x)和g(x)在区间[a, b]上可积,c和d为常数,则有∫a到b(c*f(x)+d*g(x))dx=c*∫a到b f(x)dx+d*∫a到b g(x)dx。
3. 定积分的区间可加性若函数f(x)在区间[a, b]、[b, c]上都可积,则有∫a到c f(x)dx=∫a到b f(x)dx+∫b到c f(x)dx。
4. 定积分的不变性对于函数f(x)在区间[a, b]上的定积分,若将区间[a, b]内的点重新排列,定积分的结果不会受到影响。
5. 定积分的估值通过使用上下和左右长方形法、梯形法等方法,可以对定积分进行估值,获得定积分的近似值。
三、定积分的计算1. 定积分的基本计算方法定积分的基本计算方法是使用定积分的定义进行计算,即按照定义对函数在区间内每个小区间上的面积进行求和,并计算出极限值。
解释定积分的概念
定积分是积分的一种,是函数f(x)在区间[a,b]上积分和的极限。
具体来说,定积分定义如下:设函数f(x) 在区间[a,b]上连续,将区间[a,b]分成n个子
区间[x₀,x₁], (x₁,x₂], (x₂,x₃], …, (xₙ-1,xₙ],其中x₀=a,xₙ=b。
a叫做积分下限,b叫做积分上限,区间[a, b]叫做积分区间,函数f(x)叫做被积函数,x
叫做积分变量,f(x)dx 叫做被积表达式,∫ 叫做积分号。
同时,应注意定积分与不定积分之间的关系:若定积分存在,则它是一个具体的数值,而不定积分是一个函数表达式,它们仅仅在数学上有一个计算关系(牛顿-莱布尼茨公式)。
一个函数,可以存在不定积分,而不存在定积分;也可以存在定积分,而不存在不定积分。
一个连续函数,一定存在定积分和不定积分;若只有有限个间断点,则定积分存在;若有跳跃间断点,则原函数一定不存在,即不定积分一定不存在。
以上内容仅供参考,如需更多信息,建议查阅相关文献或咨询数学专业人士。
定积分知识点总结文字一、定积分的基本概念定积分是微积分中的一个重要内容,它是对给定区间内函数值的“积分”,通俗地说就是曲线下的面积。
设函数f(x)在闭区间[a, b]上有界,将[a, b]区间分成n份,在第i个区间上任取一点ξi,作出任意形式的ξi对于x的函数值f(ξi),再用第i个小区间长度Δx为宽、f(ξi)为高的长方形来逼近曲线f(x)围成的图形,然后将n个小矩形的面积加在一块,且去极限,即可得到[a, b]上函数f(x)的定积分。
二、定积分的计算方法定积分的计算方法主要有几种:几何法、牛顿-莱布尼茨公式、定积分的分部积分法、定积分的换元积分法、定积分的定积分法、定积分的换限积分法等。
(一) 几何法:如计算函数y = x^2在区间[0, 1]上的定积分,可以通过几何法计算曲线y = x^2和x轴所围成的面积。
首先画出y = x^2曲线和x轴,然后在区间[0, 1]上做垂直于x轴的线段,对于每一个x值,可以得到一个矩形,然后得到所有矩形的面积之和,即为y = x^2在区间[0, 1]上的定积分值。
(二) 牛顿-莱布尼茨公式:若函数f(x)在区间[a, b]上连续,则f(x)在[a, b]间的定积分为该函数的一个不定积分在区间[a, b]上的值。
即如果F(x)是f(x)的一个不定积分,则∫[a, b]f(x)dx = F(b) - F(a)。
(三) 分部积分法:设u = u(x)和v = v(x)是定义在闭区间[a, b]上具有连续导数的函数,令u(x)v'(x)dx =u(x)v(x) - ∫v(x)u'(x)dx,那么∫u(x)v'(x)dx = u(x)v(x) - ∫v(x)u'(x)dx。
(四) 换元积分法:设φ(x)是[a, b]上的可导函数,且φ'(x)在[a, b]上连续,f(φ(x))φ'(x)定义在φ[a, b](a ≤ x ≤ b)上,则∫[a, b]f(φ(x))φ'(x)dx = ∫[φ(a), φ(b)]f(u)du。
定积分的知识点总结一、定积分的基本概念定积分是微积分学中的重要概念,可以用来计算曲线下的面积,曲线的弧长,质心等物理量。
定积分的基本思想是将曲线下的面积划分为无穷多个微小的矩形,然后求和得到整体的面积。
定积分的符号表示为∫。
对于一个函数f(x),在区间[a, b]上的定积分表示为:∫[a, b]f(x)dx其中,a和b为区间的端点,f(x)为函数在该区间上的取值。
定积分表示在区间[a, b]上的函数f(x)所确定的曲线下的面积。
二、定积分的计算方法1. 黎曼和定积分的计算基本思想是将曲线下的面积划分为很多个小矩形,然后对这些小矩形的面积求和。
这就是定积分的计算方法。
在实际计算中,根据黎曼和的定义,我们可以将区间[a, b]等分为n个小区间,每个小区间长度为Δx=(b-a)/n,然后在每个小区间上取一个样本点xi,计算f(xi)Δx的和:∑[i=1,n]f(xi)Δx当n趋近于无穷大时,这个和就可以逼近定积分的值。
这就是黎曼和的基本思想。
2. 定积分的几何意义定积分可以用来计算曲线下的面积,也可以用来计算曲线的弧长。
对于一个函数f(x),其在区间[a, b]上的定积分表示的是曲线y=f(x)和x轴之间的面积。
这个面积就是曲线下的面积。
如果函数f(x)在区间[a, b]上非负且连续,那么函数y=f(x)、直线x=a、x=b以及x轴所围成的区域的面积就是∫[a, b]f(x)dx。
3. 定积分的物理意义定积分还可以用来计算物理量,比如质量、质心等。
在物理学中,可以用定积分来计算物体的质量、质心等物理量。
对于一个连续的物体,将其质量密度函数表示为ρ(x),则物体的质量可以表示为定积分:M=∫[a, b]ρ(x)dx三、定积分的性质1. 线性性定积分具有线性性质,即∫[a, b](c1f1(x)+c2f2(x))dx=c1∫[a, b]f1(x)dx+c2∫[a, b]f2(x)dx。
其中c1、c2为常数,f1(x)、f2(x)为函数。
定积分知识点总结专科一、定积分的基本概念1. 定积分的引入定积分是对曲线下面积的求解方法。
在平面直角坐标系中,给定曲线的函数关系y=f(x),我们希望计算在区间[a, b]上曲线与x轴之间的面积。
为了简化计算,我们将区间[a, b]分成无穷小的小区间,然后计算每个小区间中与x轴之间的面积,再把所有小区间的面积相加起来,就得到了曲线在区间[a, b]上的面积。
这种方法就是定积分的基本思想。
2. 定积分的定义设函数y=f(x)在区间[a, b]上有定义,且区间[a, b]上的分割为[a=x0, x1, x2, ..., xn-1, xn=b],则对应的小区间为[x0, x1], [x1, x2], ..., [xn-1, xn],每个小区间的长度为Δxi=xi-xi-1。
在每个小区间上取任意点ξi,用函数值f(ξi)乘以小区间长度Δxi,再把所有小区间的面积相加,得到Σf(ξi)Δxi。
当Δxi→0时,如果极限存在,就称曲线在区间[a, b]上的面积为定积分,用符号∫abf(x)dx表示,即∫abf(x)dx=lim(Δxi→0)Σf(ξi)Δxi。
其中f(x)是被积函数,x是积分变量,a、b是积分上下限,ξi是小区间[i-1, i]上的任意点。
3. 定积分的几何意义定积分的几何意义是曲线与x轴之间的面积,例如,对于非负函数y=f(x)在区间[a, b]上的定积分∫abf(x)dx表示曲线y=f(x)与x轴以及直线x=a、x=b所包围的平面图形的面积。
4. 定积分的物理意义定积分的物理意义通常是表示物体的质量、体积或者其它物理量,例如,对于密度为ρ(x)的连续介质在区间[a, b]上的定积分∫abρ(x)dx表示介质在区间[a, b]上的质量。
5. 定积分的符号定积分的符号是∫,这个符号来源于拉丁字母"summa"的缩写,表示对函数在一定区间内的求和。
6. 定积分的性质- 定积分的存在性只有当函数y=f(x)在区间[a, b]上是有界的(即不是无穷大)时,定积分才有意义。
(完整版)定积分知识点汇总定积分是高中数学教学的重点难点之一,也是高数的基础知识。
我们通过汇总定积分的相关知识点,帮助同学们更好地掌握定积分的相关知识,以便在考试中取得好的成绩。
一、定积分的定义定积分是对函数在一定区间上的积分,也就是函数在此区间上的面积。
1. 定积分与区间的选取无关,即如果函数在 $[a,b]$ 上是可积的,则定积分$\int_a^b f(x) \mathrm{d}x$ 的值是唯一的。
2. 定积分具有可加性,即对于任意的 $c \in [a,b]$,有 $\int_a^b f(x)\mathrm{d}x = \int_a^c f(x) \mathrm{d}x + \int_c^b f(x) \mathrm{d}x$。
三、定积分的求解方法1. 函数曲线与坐标轴相交的情况:对于函数曲线与 $x$ 轴相交的区间,可以根据定义式直接求出该区间内的面积。
对于函数曲线与 $y$ 轴相交的区间,则要将积分区间平移后,再根据定义式计算面积。
2. 利用基本积分法和牛顿-莱布尼茨公式:可以利用基本积分法求出一个函数的原函数,然后利用牛顿-莱布尼茨公式,即$\int_a^b f(x) \mathrm{d}x = F(b) - F(a)$,其中 $F(x)$ 是 $f(x)$ 的一个原函数。
3. 利用换元积分法:换元积分法是利用一些特殊的代换,将积分式转化为某些基本形式的积分。
常见的代换包括:$u=g(x), x=h(u)$ 和 $\mathrm{d}u = f(x) \mathrm{d}x$。
分部积分法是将原积分式做一个变形,转化成两个积分乘积的形式,从而更容易求解。
5. 利用定积分的对称性:如积分区间对于 $0$ 对称,或者函数具有四象限对称性等,可以根据对称性减少计算量。
1. 几何应用:用定积分可以求解函数曲线与坐标轴围成的图形的面积、体积和质心等几何特征。
利用定积分可以求解质点运动的速度、加速度、位移和质量等物理量。
定积分知识点总结等价在本文中,我们将对定积分的基本概念、性质和求解方法进行总结,希望能够帮助读者更好地理解和运用定积分。
一、定积分的基本概念定积分可以看作是一个区间上面积的度量,它描述了函数在一定区间上的总体变化情况。
在数学上,定积分可以理解为函数在指定区间内的面积或者是曲线的弧长,在物理上可以表示为质量、能量、熵等的总量。
1.1 定积分的定义设f(x)在区间[a, b]上有定义,且[a, b]是有限闭区间,将[a, b]上的分割记作Δ,记Δ的任一分点为x0, x1, ..., xn,对应的区间为[x0, x1], [x1, x2], ..., [xn-1, xn]。
则对应的分割Δ表示为:Δ = {x0, x1, ..., xn}Δ的长度记作δxi = xi - xi-1,假设Δ长度的最大值为δ = max{δxi}。
我们将区间[a, b]分成n个小区间,当n趋于无穷大时,(也就是每个小区间的长度趋于0),则这个过程称为区间[a, b]的分割,也称之为区间[a, b]的划分。
对于函数f(x)在区间[a, b]上的定积分,可以用如下的极限形式定义:∫(a->b)f(x)dx = lim(Δ->0)Σ(i=1->n)f(xi*)δxi其中,xi*是区间[xi-1, xi]上的任意一点。
1.2 定积分的几何意义定积分的几何意义是非常直观的,它表示了曲线与坐标轴以及两条直线之间的面积。
当函数f(x)在区间[a, b]上是非负的时候,定积分表示了曲线y=f(x)与x轴以及直线x=a, x=b之间的面积。
当函数f(x)在区间[a, b]上是有正有负的时候,定积分表示了曲线y=f(x)与x轴之间的面积,其中函数f(x)在区间[a, b]上的正值与负值部分面积互相抵消,最终得到曲线与x轴之间的面积。
1.3 定积分的物理意义在物理上,定积分可以用来描述某一物理量在一定的时间或空间范围内的总量。
例如,对于质量密度为ρ(x)的一根杆在区间[a, b]上的质量总量可以表示为:m = ∫(a->b)ρ(x)dx这里ρ(x)dx表示了杆上长度为dx的小段的质量。
定积分的概念编稿:赵雷 审稿:李霞【学习目标】1.通过求曲边梯形的面积和汽车行驶的路程,了解定积分的背景;2.借助于几何直观定积分的基本思想,了解定积分的概念,能用定积分定义求简单的定积分;3.理解掌握定积分的几何意义.【要点梳理】要点一、定积分的定义 定积分的概念一般地,设函数()f x 在区间[,]a b 上连续,用分点0121i i n a x x x x x x b -=<<<<<<<=L L将区间[,]a b 等分成n 个小区间,每个小区间长度为x D (b ax n-D =),在每个小区间[]1,i i x x -上任取一点()1,2,,i i n x =L ,作和式: 11()()nnn i i i i b aS f x f n x x ==-=D =邋 如果x D 无限接近于0(亦即n ??)时,上述和式n S 无限趋近于常数S ,那么称该常数S 为函数()f x 在区间[,]a b 上的定积分。
记为:()baS f x dx=ò,定积分的相关名称:——叫做积分号,()f x ——叫做被积函数, ()d f x x ——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。
要点诠释: (1)定积分()baf x dx ò是一个常数,即n S 无限趋近的常数S (n ??时)记为()baf x dxò,而不是n S .(2) 定积分是一个数值(极限值),它的值仅仅取决于被积函数与积分的上、下限,而与积分变量用什么字母表示无关,即()()()bb baaaf x dx f u du f t dt ===⎰⎰⎰(称为积分形式的不变性),另外定积分()()baf x d x ⎰与积分区间[a ,b]息息相关,不同的积分区间,定积分的积分上下限不同,所得的值也就不同,例如120(1)x dx +⎰与320(1)x dx +⎰的值就不同。
(3)用定义求定积分的一般方法是:①分割:n 等分区间[],a b ; ②近似代替:取点[]1,i i i x x x -Î;③求和:1()ni i b af n x =-å; ④取极限:()1()l i mnbi naib af x dx f nx =-=åò (4)按定积分的定义,① 由连续曲线()[()0]y f x f x =≥、直线x=a 、x=b 及x 轴所围成的曲边梯形的面积为()d baf x x ⎰;② 设物体运动的速度v=v (t ),则此物体在时间区间[a ,b]内运动的距离s 为()d bav t t ⎰。
要点二、定积分的几何意义 定积分()ba f x dx ò的几何意义:从几何上看,如果在区间[],a b 上函数()f x 连续且恒有()0f x ³,那么定积分()ba f x dxò表示由直线,(),0x a x b a b y==?和曲线()y f x =所围成的曲边梯形(如图中的阴影部分)的面积,这就是定积分()ba f x dx ò的几何意义。
一般情况下,定积分()baf x dx ò的几何意义是介于x 轴、函数()f x 的图形以及直线,x a x b ==之间各部分面积的代数和,在x 轴上方的面积取正号,在x 轴下方的面积取负号。
要点诠释:(1)当()0f x ≥时,积分()d baf x x ⎰在几何上表示由()y f x =、x=a 、x=b 与x轴所围成的曲边梯形的面积;特别地:当a=b 时,有()d 0baf x x =⎰,如图(a )。
(2)当()0f x ≤时,由()y f x =、x=a 、x=b 与x 轴所围成的曲边梯形位于x 轴的下方,积分()d baf x x ⎰在几何上表示上述曲边梯形面积的相反数。
所以[()]d ()b baaS f x x f x S =-=-=-⎰⎰,即()d baf x x S =-⎰,如图(b )。
(3)当()f x 在区间[a ,b]上有正有负时,积分()d baf x x ⎰在几何上表示几个小曲边梯形面积的代数和(x 轴上方面积取正号,x 轴下方面积取负号)。
在如右图所示的图象中,定积分132()d baf x x S S S =+-⎰。
要点三、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:()d ()bba ak f x x k f x kS ==⎰⎰;性质2:[()()]d ()()d bb ba aaf xg x x f x g x x ±=±⎰⎰⎰;性质3:定积分关于积分区间具有可加性。
如右图:()d ()d ()d bcbaacf x x f x x f x x =+⎰⎰⎰(其中b c a <<)。
要点诠释:性质1: 被积函数常数因子可以提到积分号前。
性质2:函数代数和(或差)的定积分等于它们的定积分的代数和(或差)。
同时,这个性质可推广到有限多个函数代数和(或差)的情形。
性质3: 不论a ,b ,c 三点的相互位置如何,恒有()d ()d ()d bc baacf x x f x x f x x =+⎰⎰⎰。
这表明定积分对于积分区间具有可加性。
可以用右图直观地表示出来,即S 曲边梯形AMNB =S 曲边梯形AMPC +S 曲边梯形CPNB 。
【典型例题】类型一、利用定积分求曲边梯形面积例1 利用定积分的定义求由直线x=1,x=2和y=0及曲线y=x 3围成的图形的面积。
【思路点拨】根据求积分的定义对曲边梯形:①分割;②近似代替;③求和;④取极限。
【解析】 如图所示。
(1)分割。
把要求面积的曲边梯形ABCD 分割成n 个小曲边梯形,用分点1n n +, 2n n+,…,(1)n n n +-把区间[1,2]等分成n 个小区间, 11,n n +⎡⎤⎢⎥⎣⎦,12,n n n n ++⎡⎤⎢⎥⎣⎦,…,1,n i n i n n +-+⎡⎤⎢⎥⎣⎦,…,(1),2n n n +-⎡⎤⎢⎥⎣⎦, 每个小区间的长度为11n i n i x n n n++-∆=-=,过各分点作x 轴的垂线,把曲边梯形ABCD 分割成n 个小曲边梯形,它们的面积分别记作ΔS 1,ΔS 2,…,ΔS n 。
(2)近似代替。
取各小区间的左端点i ξ,用以点i ξ的纵坐标3()i ξ为一边,以小区间长1x n∆=为其邻边的小矩形面积近似代替第i 个小曲边梯形的面积,可以近似地表示为:3311()i i n i S x n nξ+-⎛⎫∆≈⋅∆=⋅ ⎪⎝⎭(i=1,2,3,…,n )。
因为每一个小矩形的面积都可以作为相应的小曲边梯形面积的近似值,所以n 个小矩形面积的和就是曲边梯形ABCD 面积S 的近似值,即31111n nn i i i n i S S n n ==+-⎛⎫=∆≈⋅ ⎪⎝⎭∑∑ ①。
(3)求和。
当分点数目愈多,即Δx 愈小时,和式①的值就愈接近曲边梯形ABCD 的面积S 。
因此,n →+∞即Δx →0时,和式①的极限就是所求的曲边梯形ABCD 的面积。
因为:333223441111111(1)[(1)3(1)3(1)]nn n n i i i n i S n i n n i n i i n n n n ===+-⎛⎫=⋅=+-=-+-+-+ ⎪⎝⎭∑∑∑ 2241(1)1(1)33(1)3(1)(1)(21)(1)264n n n n n n n n n n n n +⎡⎤=-+-⋅+-⋅⋅+⋅+++⎢⎥⎣⎦。
(4)取极限。
3221111111111lim lim 131********n n n n S S n n n n n n →∞→∞⎡⎤+⎢⎥⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫==-+⋅-⋅+-⋅⋅+⋅+++⎢⎥⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦311511244=+++=。
【总结升华】(1)根据定义求曲边梯形面积的步骤:①分割;②近似代替;③求和;④取极限。
(2)求和时首先可提取公因式1n,再将和式进行处理。
(3)从图形上看,当n 越来越大时,划分越来越细,阴影部分的面积与曲边梯形的面积相差越来越小;当n →+∞时,小矩形组成部分近似于曲边梯形,因此可以将154视为直线x=1、x=2、y=0和曲线y=x 3围成的图形的面积。
举一反三:【变式】求由y=3x 、x=0、x=1、y=0围成的图形的面积S 。
【答案】(1)分割把区间[0,1]等分成n 个小区间:1,i i n n -⎡⎤⎢⎥⎣⎦(i=1,2,…,n )。
每个小区间长度为1x n ∆=,把梯形分成n 个小梯形,其面积记为ΔS i (i=1,2,…,n )。
(2)近似代替用小矩形面积近似代替小梯形面积。
211133(1)i i i S f x i n n n n --⎛⎫∆≈∆=⋅⋅=- ⎪⎝⎭(i=1,2,…,n )。
(3)求和2211333131(1)[012(1)]122n nn i i i n S S i n n nn n ==-⎛⎫=∆≈-=++++-=⋅=- ⎪⎝⎭∑∑。
(4)取极限 当n 趋向于+∞时,3112n ⎛⎫- ⎪⎝⎭趋近于32,∴所求图形的面积S 为32。
类型二、利用定积分定义求运动物体的路程【高清课堂:定积分的概念385551 问题二】例2 汽车以速度v 做匀速直线运动时,经过时间t 所行驶的路程为s=vt 。
如果汽车做变速直线运动,在时刻t 的速度为v (t)=-t 2+2(单元:km / h ),那么它在0≤t ≤1(单位:h )这段时间内行驶的路程s (单位:km )是多少?【思路点拨】首先准确理解题意:所求路程就是速度在0≤t ≤1上的积分。
【解析】 (1)分割在时间区间[0,1]上等间隔地插入n -1外小分点,将它等分成n 个小区间:10,n ⎡⎤⎢⎥⎣⎦,12,n n ⎡⎤⎢⎥⎣⎦,…,1,1n n -⎡⎤⎢⎥⎣⎦,记第i 个区间为1,i i n n -⎡⎤⎢⎥⎣⎦(i=1,2,…,n ),其长度为11i i t n n n -∆=-=,把汽车在时间段10,n ⎡⎤⎢⎥⎣⎦,12,n n ⎡⎤⎢⎥⎣⎦,…,1,1n n -⎡⎤⎢⎥⎣⎦上行驶的路程分别记作:Δs 1,Δs 2,…,Δs n ,则显然有1nii s s==∆∑。
(2)近似代替:当n 很大,即Δt 很小时,在区间1,i i n n -⎡⎤⎢⎥⎣⎦上,函数v (t )=-t 2+2的值变化很小,近似地等于一个常数,不妨认为它近似地等于左端点1i n -处的函数2112i i v n n --⎛⎫⎛⎫=-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭。