第一章导数及其应用曲边梯形的面积一、教学目标1．核心素养通过定积分的概念的学习，提升分析问题、解决问题的能力、抽象概括能力和逻辑思维能力.2．学习目标（1）通过求曲边梯形的面积，了解定积分的实际背景．（2）通过求变速直线运动的路程，了解定积分的实际背景．3．学习重点“以直代曲”、“以不变代变”的思想方法.4．学习难点“以直代曲”、“以不变代变”的思想方法.二、教学设计（一）课前设计1．预习任务预习教材P2—P4,完成P6相应练习题2．预习自测1．在“近似代替”中，函数f(x)在区间[x i，x i＋1]上的近似值等于（）A．只能是左端点的函数值f(x i)B．只能是右端点的函数值f(x i＋1)C．可以是该区间内任一点的函数值f(ξi)(ξi∈[x i，x i＋1])D．以上答案均不正确答案：C答案：D3．直线x ＝a ，x ＝b (a <b )，y ＝0和曲线y ＝f (x )(f (x )>0)所围成的曲边梯形的面积S ＝（ ） A ．∑i ＝1n f (ξi )·1nB ．lim n →∞∑i ＝1nf (ξ1)·1nC ．∑i ＝1n f (ξi )·b －anD ．lim n →∞∑i ＝1nb －an ·f (ξi )答案：D （二）课堂设计 1．知识回顾本节可能会用到的数学公式： （1）211(1)(21)6ni i n n n ==++∑；（2）231(1)2ni n n i =+⎡⎤=⎢⎥⎣⎦∑； （3）11101110lim k k k k kk k n k k k a n a n a n a a b b n b nb n b ---→∞-⋅++++=⋅++++（其中i a ，i b 为常数，0,1,,i k =）.2．问题探究问题探究一：求曲边梯形的面积 曲边梯形的概念：如图，阴影部分类似于一个梯形，但有一边是曲线()=的一段，我们把由直y f x线,(),0==≠=和曲线()x a x b a b y=所围成的图形称为曲边梯形．y f x如何求2x=所围成的平面图形面积S？=与0y xy=及1活动1：请讨论：如何分割？以下几种分割方法，哪种最合适？（1）竖向分割（2）横向分割（3）随意分割分析发现，竖向分割更容易求面积.活动2：请讨论：分割多少份合适？分析发现分割的越多，误差越小，为了便于计算，引导学生会利用n控制分割的份数，把[0,1]分割成n等份.活动3：以什么样的直边图形近似代替小曲边梯形？ 展示部分近似代替的方案：（1） （2） （3）矩形 矩形 梯形 不足 过剩 代替分割后，转化成n 个曲边梯形，利用直边图形代替，合作交流后确定方案，即以矩形不足或矩形过剩计算较为方便.活动4：如何用n 的式子表示直边图形面积的和？ 展示学习小组部分计算结果：（1）以方案（1）计算：)211)(11(311n n S --=（2）以方案（2）计算：)211)(11(312n n S ++=（3）以方案（3）计算：)211(3123nS +=通过分割、近似代替两步以后，进行求和，根据不同的方案计算出不同的面积和，发现每一种和结果的代数式子不一样，为后面引入极限做个铺垫. 活动5：请讨论：对控制变量n 怎样理解，面积S 变化趋势怎样？ (1)几何画板演示，21,S S 随变量n 变大，它们的变化趋势. （2）取极限：（1）当+∞→n 时，31)211)(11(311→--=n n S（2）当+∞→n 时，31)211)(11(312→++=n n S结论：以上三种方案得到的面积都是用n 表示的表达式，而曲边梯形的面积应该是一个常数，如何确定这个常数，已经知道分割的份数越多，误差就越小，利用前面导数的概念，可以确定当n 趋近于无穷大时，21,S S 趋近于一个常数，这个常数就是该图形面积的值，体现了无限逼近的思想方法，极限的含义. 活动6：在求小矩形的面积时，我们提到了可以取2)(x x f =在区间],1[nin i -上任意一点i ξ处的值)(i f ξ作为小矩形的高，会有怎样的结果？1111lim ()lim ()3nni i x n i i S f x f n ξξ∆→→∞===∆==∑∑例1：求直线x ＝0，x ＝2，y ＝0与曲线y ＝x 2所围成的曲边梯形的面积 【知识点：曲边梯形面积】 解:令f (x )＝x 2. (1)分割将区间[0,2]n 等分，分点依次为x 0＝0，x 1＝2n ，x 2＝4n，…，x n －1＝2（n －1）n ，x n ＝2.第i 个区间为[2i －2n ，2i n ](i ＝1,2，…，n )，每个区间长度为Δx ＝2i n －2i －2n ＝2n . (2)近似代替、求和，取ξi ＝2in (i ＝1,2，…，n )，S n ＝∑ni ＝1f (2i n )·Δx ＝∑n i ＝1 (2i n )2·2n ＝8n 3∑n i ＝1i 2＝8n 3(12＋22＋…＋n 2)＝8n 3·n （n ＋1）(2n ＋1)6＝43(2＋3n ＋1n 2)．(3)取极限S ＝li m n →∞S n ＝li m n →∞ 43(2＋3n ＋1n 2)＝83， 即所求曲边梯形的面积为83. 点拨：求曲边梯形面积的步骤①分割：把区间[a ，b ]等分成n 个小区间；（如下图1）②近似代替：对每个小曲边梯形“以直代曲”，用小矩形的面积近似代替小曲边梯形的面积，得到每个小曲边梯形面积的近似值（如下图2）；③求和：计算出n 个小矩形的面积之和S n ，S n 即为曲边梯形面积的近似值； ④取极限：求lim n n S S →+∞=（S 即为曲边梯形的面积）问题探究二、如何求汽车行驶的路程？活动一：汽车以速度v 作匀速直线运动时，经过时间t 所行驶的路程为S vt =．如果汽车作变速直线运动，在时刻t 的速度为()22v t t =-+（单位：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？分析：与求曲边梯形面积类似，采取“以不变代变”的方法，把求匀变速直线运动的路程问题，化归为匀速直线运动的路程问题．把区间[]0,1分成n 个小区间，在每个小区间上，由于()v t 的变化很小，可以近似的看作汽车作于速直线运动，从而求得汽车在每个小区间上行驶路程的近似值，在求和得S （单位：km ）的近似值，最后让n 趋紧于无穷大就得到S （单位：km ）的精确值． 解：1．分割在时间区间[]0,1上等间隔地插入1n -个点，将区间[]0,1等分成n 个小区间：10,n ⎡⎤⎢⎥⎣⎦，12,n n ⎡⎤⎢⎥⎣⎦，…，1,1n n -⎡⎤⎢⎥⎣⎦ 记第i 个区间为1,(1,2,,)i i i n n 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：1S ∆，2S ∆，…，n S ∆，显然，1ni i S S ==∆∑图 1 图2（2）近似代替当n 很大，即t ∆很小时，在区间1,i i n n -⎡⎤⎢⎥⎣⎦上，可以认为函数()22v t t =-+的值变化很小，近似的等于一个常数，不妨认为它近似的等于左端点1i n-处的函数值2112i i v n n --⎛⎫⎛⎫=-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，从物理意义上看，即使汽车在时间段1,(1,2,,)i i i n n n -⎡⎤=⎢⎥⎣⎦上的速度变化很小，不妨认为它近似地以时刻1i n-处的速度2112i i v n n --⎛⎫⎛⎫=-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭作匀速直线运动，即在局部小范围内“以匀速代变速”，于是用小矩形的面积i S '∆近似的代替i S ∆，即在局部范围内“以直代取”，则有21112i i i i S S v t n n n ⎡⎤--⎛⎫⎛⎫'∆≈∆=∆=-+⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦2112(1,2,,)i i n n n n -⎛⎫=-+= ⎪⎝⎭ ①（3）求和由①，21111112nnn n i i i i i i S S v t n n n n ===⎡⎤--⎛⎫⎛⎫'=∆=∆=-+⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦∑∑∑ =221111102n n n n n n-⎛⎫⎛⎫----+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=()222311212n n ⎡⎤-+++-+⎣⎦=()()3121126n n n n ---+=11111232n n ⎛⎫⎛⎫---+ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭从而得到S 的近似值 11111232n S S n n ⎛⎫⎛⎫≈=---+ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭（4）取极限当n 趋向于无穷大时，即t ∆趋向于0时，11111232n S n n ⎛⎫⎛⎫=---+ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭趋向于S ，从而有1111115lim lim lim 112323nn n n n i i S S v nn n n →∞→∞→∞=-⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫===---+= ⎪ ⎪⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦∑点拨：本题所用数学思想为化归，即用化归为各个小区间上匀速直线运动路程和无限逼近的思想方法求出匀变速直线运动的路程）．活动二：结合求曲边梯形面积的过程，你认为汽车行驶的路程S 与由直线0,1,0t t v ===和曲线22v t =-+所围成的曲边梯形的面积有什么关系？ 汽车行驶的路程在数值上等于由直线0,1,0t t v ===和曲线22v t =-+所围成的曲边梯形的面积.一般地，如果物体做变速直线运动，速度函数为()v v t =，那么我们也可采用分割、近似代替、求和、取极限的方法，求出它在a t b ≤≤内所作的位移s . 3．课堂总结 【知识梳理】求曲边梯形面积的步骤①分割：把区间[a ，b ]等分成n 个小区间；（如下图1）②近似代替：对每个小曲边梯形“以直代曲”，用小矩形的面积近似代替小曲边梯形的面积，得到每个小曲边梯形面积的近似值（如下图2）；③求和：计算出n 个小矩形的面积之和n S ，n S 即为曲边梯形面积的近似值；④取极限：求lim n n S S →+∞=（S 即为曲边梯形的面积）. 【重难点突破】1.求曲边梯形面积 “近似代替”中，取任意一点1ξ代替求出的最终的曲边梯形面积均是同一个常数.2.求曲边梯形面积与求变速直线运动的物体的路程的本质是一样的，都采用分割、近似代替、求和、取极限的步骤求解. 4．随堂检测1．直线x ＝0、x ＝2、y ＝0与曲线y ＝x 2所围成曲边梯形的面积是_______． 答案：见解析解析：【知识点：曲边梯形的面积；】图 1图2将区间[0,2]等分成n 个小区间，则第i 个小区间为2(1)2[,]i in n-. 第i 个小区间的面积2(1)2i i S f n n-⎛⎫∆=⋅ ⎪⎝⎭，所以2223321112(1)4(1)(1)(21)4(1)(21)2288(1)63nn nn i i i i i n n n n n S f i n n n nn n n ===------⎛⎫=⋅==-=⋅=⎪⎝⎭∑∑∑故24(1)(21)4118limlim lim[(1)(2)]333n n n n n n S S n n n→∞→∞→∞--===--= ∴所求曲边梯形面积为83.2．已知汽车做变速直线运动，在时刻t 的速度(单位：km /h )为v (t )＝t 2＋2，那么它在1≤t ≤2(单位：h )这段时间行驶的路程为多少？ 答案：这段时间行驶的路程为133km . 解析：【知识点：变速直线运动的路程；】222311)[12(1)]n n n++-++++-（三）课后作业 基础型 自主突破 1．函数2()f x x =在区间1[,]i in n-上（ ）A ．()f x 的值变化很小B ．()f x 的值变化很大C ．()f x 的值不变化D ．当n 很大时，()f x 的值变化很小 答案：D解析：【知识点：定积分；】2．在求由抛物线y ＝x 2＋6与直线x ＝1，x ＝2，y ＝0所围成的平面图形的面积时，把区间[1,2]等分成n 个小区间，则第i 个区间为( ) A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤i －1n ，i n B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤n ＋i －1n ，n ＋i n C ．[i －1，i ] D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤i n ，i ＋1n 答案：B解析：【知识点：定积分；】在区间[1,2]上等间隔地插入n －1个点，将它等分成n 个小区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤1，n ＋1n ，⎣⎢⎡⎦⎥⎤n ＋1n ，n ＋2n ，…，⎣⎢⎡⎦⎥⎤n ＋i －1n ，n ＋i n ，…，⎣⎢⎡⎦⎥⎤2n －1n ，2，所以第i 个区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤n ＋i －1n ，n ＋i n (i ＝1,2，…，n )． 3.若做变速直线运动的物体v (t )＝t 2在0≤t ≤a 内经过的路程为9，则a 的值为( ) A ．1 B ．2 C ．3 D ．4 答案：C解析：【知识点：定积分；】将区间[0，a ]n 等分，记第i 个区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤a (i －1)n ，ai n (i ＝1,2，…，n )，此区间长为a n ，用小矩形面积⎝ ⎛⎭⎪⎫ai n 2· a n近似代替相应的小曲边梯形的面积，则∑n i ＝1 ⎝ ⎛⎭⎪⎫ai n 2·an ＝a 3n 3·(12＋22＋…＋n 2)＝a 33⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋1n ⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋12n 近似地等于速度曲线v (t )＝t 2与直线t ＝0，t ＝a ，t 轴围成的曲边梯形的面积．依题意得lim n →∞ a 33⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋1n ⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋12n ＝9， ∴a 33＝9，解得a ＝3．4．汽车以v ＝(3t ＋2) m /s 作变速直线运动时，在第1 s 到第2 s 间的1 s 内经过的路程是________． 答案：6.5解析：【知识点：变速直线运动的路程；】将[1,2]n 等分，并取每个小区间左端点的速度近似代替，则Δt ＝1n ，v (ξi )＝v (1＋i －1n )＝3(1＋i －1n )＋2＝3n (i －1)＋5.∴s n ＝∑ni ＝1[3n (i －1)＋5]·1n ＝{3n [0＋1＋2＋…＋(n －1)]＋5n }·1n ＝3n 2·n (n －1)2＋5＝32(1－1n )＋5.∴s ＝li m n →∞s n ＝32＋5＝6.5. 5．求抛物线f (x )＝1＋x 2与直线x ＝0，x ＝1，y ＝0所围成的平面图形的面积S . 答案：43解析：【知识点：求曲边梯形的面积；】(1)分割：把区间[0,1]等分成n 个小区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤i －1n ，i n (i ＝1,2，…，n )其长度Δx ＝1n ，把曲边梯形分成n 个小曲边梯形，其面积分别记为ΔS i (i ＝1,2，…，n )． (2)近似代替：用小矩形面积近似代替小曲边梯形的面积．ΔS i ＝f ⎝⎛⎭⎪⎫i －1n ·Δx ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤1＋⎝ ⎛⎭⎪⎫i －1n 2·1n (i ＝1,2，…，n )． (3)求和：∑i ＝1nΔS i ＝∑i ＝1n1n ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1＋⎝ ⎛⎭⎪⎫i －1n 2.(4)取极限：S ＝li m n →∞∑i ＝1n1n ·⎣⎢⎡⎦⎥⎤1＋⎝ ⎛⎭⎪⎫i －1n 2＝1＋li m n →∞∑i ＝1n ⎝ ⎛⎭⎪⎫i －1n 2·1n ＝1＋li m n →∞ 13⎝ ⎛⎭⎪⎫1－1n ⎝ ⎛⎭⎪⎫1－12n ＝1＋13＝43.6．已知一物体做变速直线运动，其瞬时速度是v (t )＝2t (单位：m /s )，求该物体在出发后从t ＝1 s 到t ＝5 s 这4 s 内所经过的位移． 答案：24m.解析：【知识点：变速直线运动的路程；】(1)分割：把时间段[1,5]分成n 等份，分点依次是：1，1＋4n ，1＋8n ，…，1＋n －1n ·4,5，每个小区间的长度Δx ＝4n .(2)近似代替：在时间的小区间段，以匀速来代替变速，故在每一小时间段内，经过的位移Δs i ≈Δs ′i ＝v ⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋4i n ·4n ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫2＋8i n ·4n，其中i ＝1,2，…，n . (3)求和：所求的位移s ≈s n ＝∑i ＝1nΔs ′i ＝4n ∑i ＝1n ⎝ ⎛⎭⎪⎫2＋8i n ＝8＋32n 2·n (n ＋1)2＝8＋16·n ＋1n ＝8＋16⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋1n . (4)取极限：当分割无限变细，即4n 趋向于0(亦即n 趋向于＋∞)时，s n 趋向于所求位移s ，从而有s ＝li m n →＋∞s n ＝li m n →＋∞ ⎣⎢⎡⎦⎥⎤8＋16⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋1n ＝8＋16＝24， 即所求物体经过的位移是24m . 能力型 师生共研7．lim n →∞∑i ＝1n[(15i n )·(5n )]的含义可以是（ ） A ．求由直线x ＝1，x ＝5，y ＝0，y ＝3x 围成的图形的面积 B ．求由直线x ＝0，x ＝1，y ＝0，y ＝15x 围成的图形的面积 C ．求由直线x ＝0，x ＝5，y ＝0，y ＝3x 围成的图形的面积 D ．求由直线x ＝0，x ＝5，y ＝0及曲线y ＝5x 围成的图形的面积答案：C解析：【知识点：曲边梯形的面积；】将区间[0,5]n 等分，则每一区间的长度为5n ，各区间右端点对应函数值为y ＝15in ，因此∑i ＝1n[(15i n )·(5n )]可以表示由直线x ＝0、x ＝5、y ＝0和y ＝3x 围成的图形的面积的近似值．8．由直线x ＝0、x ＝1、y ＝0和曲线y ＝x 2＋2x 围成的图形的面积为________． 答案：43解析：【知识点：曲边梯形的面积；】将区间[0,1]n 等分，每个区间长度为1n ，区间右端点函数值y ＝(i n )2＋2·i n ＝i 2n 2＋2in .作和∑i ＝1n[(i 2n 2＋2i n )1n ]＝∑i ＝1n (i 2n 3＋2i n 2)＝1n 3∑i ＝1n i 2＋2n 2∑i ＝1n i ＝1n 3×16n (n ＋1)(2n ＋1)＋222(1)(1)(21)126n n n n n n n n ++++⋅=+8n 2＋9n ＋16n 2，∴所求面积S ＝lim n →∞ 8n 2＋9n ＋16n 2＝lim n →∞ (43＋32n ＋16n 2)＝43. 9．设函数f (x )在区间[a ，b ]上连续，用分点a ＝x 0<x 1<…<x i －1<x i <…<x n ＝b 把区间[a ，b ]等分成n 个小区间，在每个小区间[x i －1，x i ]上任取一点ξi (i ＝1,2，…，n )，作和式I n ＝∑i ＝1nf (ξi )Δx (其中Δx 为小区间的长度)，那么I n 的大小( )A ．与f (x )和区间[a ，b ]有关，与分点的个数n 和ξi 的取法无关B ．与f (x )、区间[a ，b ]和分点个数n 有关，与ξi 的取法无关C ．与f (x )、区间[a ，b ]和ξi 的取法有关，与分点的个数n 无关D ．与f (x )、区间[a ，b ]、分点的个数n 、ξi 的取法都有关 答案：D解析：【知识点：定积分】10．求直线x ＝0，x ＝2，y ＝0与曲线y ＝x 2所围成的曲边梯形的面积. 答案：83解析：【知识点：曲边梯形的面积；数学思想：以不变代变】 令f (x )＝x 2.(1)分割：将区间[0,2]n 等分，分点依次为x 0＝0，x 1＝2n ，x 2＝4n ，…，x n －1＝2(n －1)n ，x n ＝2.第i 个区间为[2i －2n ，2i n ](i ＝1,2，…，n )，每个区间长度为Δx ＝2i n －2i －2n ＝2n .(2)近似代替、求和，取ξi ＝2i n (i ＝1,2，…，n )，S n ＝∑n i ＝1f (2i n )·Δx ＝∑n i ＝1 (2i n )2·2n ＝8n 3∑ni ＝1i 2＝8n 3(12＋22＋…＋n 2)＝8n 3·n (n ＋1)(2n ＋1)6＝43(2＋3n ＋1n 2)．(3)取极限S ＝li m n →∞S n ＝li m n →∞ 43(2＋3n ＋1n 2)＝83，即所求曲边梯形的面积为83. 探究型 多维突破11．设力F 作用在质点m 上使m 沿x 轴正向从x ＝1运动到x ＝10，已知F ＝x 2＋1且力的方向和x 轴正向相同，求F 对质点m 所作的功．. 答案：342.解析：【知识点：定积分；】将区间[1,10]n 等分，则各小区间的长度为9n ，在⎣⎢⎡⎦⎥⎤1＋9n (i －1)，1＋9n i 上取ξi ＝1＋9n i .∴F i ＝ξ2i ＋1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋9n i 2＋1，∴W i ＝F i ·9n ＝9n ⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋9n i 2＋9n(i ＝1,2，…，n )． ∴W ＝li m n →∞∑i ＝1n⎣⎢⎡⎦⎥⎤9n ⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋9n i 2＋9n ＝li m n →∞∑i ＝1n 9n ⎝ ⎛⎭⎪⎫2＋18n i ＋81n 2i 2 ＝li m n →∞∑i ＝1n⎝ ⎛⎭⎪⎫18n ＋162n 2i ＋729n 3i 2＝li m n →∞ ⎣⎢⎡⎦⎥⎤18＋162n 2·n (n ＋1)2＋729n 3·n (n ＋1)(2n ＋1)6 ＝18＋81＋243＝342. 故F 对质点所作的功为342. 自助餐1.求曲边梯形面积的四步曲中的第二步是( ) A ．分割B ．近似代替C ．求和D ．取极限 答案：B解析：【知识点：求曲边梯形的面积】2.在“近似代替”中，函数f (x )在区间[x i ，x i ＋1]上近似值等于( ) A ．只能是左端点的函数值f (x i ) B ．只能是右端点的函数值f (x i ＋1)C ．可以是该区间内任一点的函数值f (ξi )(ξi ∈[x i ，x i ＋1]D ．以上答案均正确 答案：C解析：【知识点：定积分】 3.和式∑10i ＝1 (x i －3)等于( ) A ．(x 1－3)＋(x 10－3) B ．x 1＋x 2＋x 3＋…＋x 10－3 C ．x 1＋x 2＋x 3＋…＋x 10－30 D ．(x 1－3)(x 2－3)(x 3－3)·…·(x 10－3) 答案：C解析：【知识点：和式的概念】∑10i ＝1(x i －3)＝(x 1－3)＋(x 2－3)＋(x 3－3)＋…＋(x 10－3)＝(x 1＋x 2＋…＋x 10)－30.4.对于由函数y ＝x 3和直线x ＝1，y ＝0围成的曲边梯形，把区间[0,1]三等分，则曲边梯形面积的近似值(每个ξi 取值均为小区间的左端点)是( ) A.19 B.125 C.127 D.130 答案：A解析：【知识点：求曲边梯形的面积】 S ＝0×13＋(13)3×13＋(23)3×13＝19.5.一物体沿直线运动，其速度v (t )＝t ，这个物体在t ＝0到t ＝1这段时间内所走的路程为（ ） A ．13 B ．12 C ．1 D ．32 答案：B解析：【知识点：变速直线运动的路程】 6.在等分区间的情况下，f (x )＝11＋x 2(x ∈[0,2])及x 轴所围成的曲边梯形的面积和式的极限形式正确的是( ) A ．li m n →∞∑i ＝1n⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤11＋(i n )2·2n B ．li m n →∞∑i ＝1n⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤11＋(2i n )2·2n C ．li m n →∞∑i ＝1n⎣⎢⎡⎦⎥⎤11＋i 2·1n D ．li m n →∞∑i ＝1n⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤11＋(i n )2·n 答案:B解析：【知识点：求曲边梯形的面积】将区间n 等分后，每个小区间的长度为Δx ＝2n ，第i 个小区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤2(i －1)n ，2i n (i ＝1,2,3，…，n )，则由求曲边梯形的面积的步骤可得曲边梯形的面积和式的极限形式为li m n →∞∑i ＝1n⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤11＋(2i n )2·2n . 7．把区间[1,3]n 等分，所得n 个小区间的长度均为________． 答案：见解析解析：【知识点：求曲边梯形的面积】区间[1,3]的长度为2，故n 等分后，每个小区间的长度均为2n .8．如果汽车做匀变速直线运动，在时刻t 的速度为v (t )＝t 2＋2(单位：km /h )，则该汽车在1≤t ≤2这段时间内行驶的路程可用一个平面图形的面积来表示，则围成该图形的直线和曲线分别是_____________________． 答案：见解析解析：【知识点：求曲边梯形的面积】围成该图形的直线和曲线分别是t ＝1，t ＝2，v ＝0，v ＝t 2＋2.9．已知某物体运动的速度为v ＝t ，t ∈[0,10]，若把区间10等分，取每个小区间右端点处的函数值为近似小矩形的高，则物体运动的路程近似值为________． 答案：55解析：【知识点：变速直线运动的路程】把区间[0,10]10等分，每个小区间右端点处的函数值为n (n ＝1,2，…，10)，每个小区间的长度为1.∴物体运动的路程近似值s ＝1×(1＋2＋…＋10)＝55.10.求由曲线y ＝12x 2与直线x ＝1，x ＝2，y ＝0所围成的平面图形面积时，把区间5等分，则面积的近似值(取每个小区间的左端点)是________. 答案：1.02解析：【知识点：求曲边梯形的面积】将区间5等分所得的小区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤1，65，⎣⎢⎡⎦⎥⎤65，75，⎣⎢⎡⎦⎥⎤75，85，⎣⎢⎡⎦⎥⎤85，95，⎣⎢⎡⎦⎥⎤95，2，于是所求平面图形的面积近似等于110⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋3625＋4925＋6425＋8125＝110×25525＝1.02. 11．汽车以v ＝(3t ＋2) m /s 做变速直线运动时，求在第1 s 到第2 s 间的1 s 内经过的路程．答案：6.5解析：【知识点：变速直线运动的路程】将[1,2]n 等分，并取每个小区间左端点的速度近似代替，则 Δt ＝1n ，v (ξi )＝v ⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋i －1n ＝3⎝⎛⎭⎪⎫1＋i －1n ＋2＝3n (i －1)＋5. ∴s n ＝∑i ＝1n⎣⎢⎡⎦⎥⎤3n (i －1)＋5·1n ＝⎩⎨⎧⎭⎬⎫3n [0＋1＋2＋…＋(n －1)]＋5n ·1n ＝3n 2·n (n －1)2＋5＝32⎝ ⎛⎭⎪⎫1－1n ＋5.∴s ＝li mn →∞s n ＝32＋5＝6.5. 12．求由直线x ＝0，x ＝1，y ＝0及曲线f (x )＝12x 2所围成的图形的面积． 答案：16解析：【知识点：求曲边梯形的面积】解：(1)分割：将区间[0,1]等分成n 个小区间：[0，1n ]，[1n ，2n ]，…，[i －1n ，i n ]，…，[n －1n ，1]．每个小区间的长度为Δx ＝1n .过各分点作x 轴的垂线，将曲边梯形分成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：在区间[i －1n ，i n ]上，用i －1n 处的函数值12(i －1n )2作为高，以小区间的长度Δx ＝1n 作为底边长的小矩形的面积近似代替第i 个小曲边梯形的面积，即ΔS i ≈12(i －1n )2·1n .(3)求和：曲边梯形的面积为S n ＝∑i ＝1nΔS i ≈∑i ＝1n12(i －1n )2·1n ＝12n 3[12＋22＋…＋(n －1)2]＝12n 3·(n －1)n (2n ＋1)6＝112(1－1n )(2＋1n )．(4)取极限：S ＝li mn →∞S n ＝112×1×2＝16.∴所围图形的面积为16.。
