微积分公式与定积分计算练习
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定积分的计算公式和例题定积分是微积分中的重要概念,它在数学和物理学中都有着广泛的应用。
在这篇文章中,我们将介绍定积分的计算公式和一些例题,帮助读者更好地理解和掌握这一概念。
一、定积分的计算公式。
1. 定积分的定义。
在介绍定积分的计算公式之前,我们首先来回顾一下定积分的定义。
设函数f(x)在区间[a, b]上有定义,且在该区间上连续,则称函数f(x)在区间[a, b]上的定积分为:∫[a, b] f(x)dx。
其中,∫表示积分的符号,a和b分别为积分的下限和上限,f(x)为被积函数,dx表示自变量。
2. 定积分的计算公式。
定积分的计算公式有很多种,常见的包括:(1)定积分的基本性质。
定积分具有一些基本的性质,例如线性性质、区间可加性等。
这些性质对于定积分的计算非常有用,可以帮助我们简化计算过程。
(2)牛顿-莱布尼茨公式。
牛顿-莱布尼茨公式是定积分的重要公式之一,它表示函数的不定积分与定积分之间的关系。
具体而言,如果函数F(x)是f(x)的一个不定积分,那么函数f(x)在区间[a, b]上的定积分可以表示为:∫[a, b] f(x)dx = F(b) F(a)。
这个公式为我们提供了一种通过求函数的不定积分来计算定积分的方法,非常方便和实用。
(3)换元积分法。
换元积分法是定积分计算中常用的一种方法,它通过引入新的变量来简化被积函数的形式,从而更容易进行积分。
具体而言,如果被积函数的形式比较复杂,我们可以通过引入新的变量来简化计算过程,然后再进行积分。
(4)分部积分法。
分部积分法是定积分计算中另一种常用的方法,它通过对被积函数进行分解,然后再进行积分。
具体而言,如果被积函数可以表示为两个函数的乘积,我们可以通过分部积分法将其分解为两个函数的积分,然后再进行计算。
以上是定积分的一些常用计算公式,它们在定积分的计算中起着重要的作用,可以帮助我们更加高效地进行积分计算。
二、定积分的例题。
下面我们通过一些具体的例题来演示定积分的计算过程,以帮助读者更好地理解和掌握这一概念。
第九章 定 积 分练 习 题§1定积分概念习 题1.按定积分定义证明:⎰-=ba ab k kdx ).(2.通过对积分区间作等分分割,并取适当的点集{}i ξ,把定积分看作是对应的积分和的极限,来计算下列定积分:(1)⎰∑=+=1012233)1(41:;ni n n i dx x 提示 (2)⎰10;dx e x (3)⎰ba x dx e ; (4)2(0).(:bi adxa b xξ<<=⎰提示取§2 牛顿一菜布尼茨公式1.计算下列定积分:(1)⎰+10)32(dx x ; (2)⎰+-102211dx x x ; (3)⎰2ln e e x x dx ;(4)⎰--102dx e e xx ; (5)⎰302tan πxdx (6)⎰+94;)1(dx xx(7)⎰+40;1x dx(8)⎰eedx x x12)(ln 1 2.利用定积分求极限: (1));21(1334lim n nn +++∞→ (2);)(1)2(1)1(1222lim⎥⎦⎤⎢⎣⎡++++++∞→n n n n n n (3));21)2(111(222lim nn n n n +++++∞→ (4))1sin 2sin (sin 1lim nn n n n n -+++∞→ ππ3.证明:若f 在[a,b]上可积,F 在[a,b]上连续,且除有限个点外有F '(x )=f (x),则有()()().ba f x dx Fb F a =-⎰§3 可积条件1.证明:若T ˊ是T 增加若干个分点后所得的分割,则∑∑∆≤∆'.''T Ti i i i χωχω2.证明:若f 在[a,b]上可积,[][][]上也可积在则ββ,,,,a f b a a ⊂.3.设f ﹑g 均为定义在[a,b]上的有界函数。
证明:若仅在[a,b]中有限个点处()(),χχg f ≠则当f 在[a,b]上可积时,g 在[a,b]上也可积,且()().χχχχd g a bd f a b ⎰⎰=3.设f 在[a,b]上有界,{}[],,b a a n ⊂.lim c ann =∞→证明:在[a,b]上只有() ,2,1=n a n 为其间断点,则f 在[a,b]上可积。
小学生数学练习题微积分微积分是高等数学的一门重要学科,也是小学生数学学习的基础。
通过微积分的学习,可以帮助小学生建立数学思维能力和解决问题的能力。
本文将通过一些小学生微积分的练习题,帮助读者更好地理解微积分的概念和应用。
1. 题目:计算函数f(x) = 2x^2的导数f'(x),并求出f'(2)的值。
解析:根据导数的定义,函数f(x)的导数f'(x)可以通过求函数f(x)的斜率来得到。
对于二次函数f(x) = 2x^2,我们可以直接使用幂函数的导数公式来求解。
根据公式,幂函数f(x) = ax^n的导数可以表示为f'(x) = anx^(n-1)。
因此,函数f(x) = 2x^2的导数f'(x)可以表示为f'(x) = 4x。
求导得到f'(x) = 4x后,我们可以计算得到f'(2) = 4 * 2 = 8。
2. 题目:计算函数g(x) = 3x^3 - 4x^2 + 2x的不定积分G(x),并求出G(1)的值。
解析:对于多项式函数g(x) = 3x^3 - 4x^2 + 2x,我们可以使用多项式函数的不定积分公式来求解。
根据公式,多项式函数的不定积分可以通过求出每一项的不定积分再相加得到。
因此,我们需要对3x^3,-4x^2和2x分别求出它们的不定积分。
求不定积分得到g(x)的不定积分G(x) = x^4 - (4/3)x^3 + x^2 + C,其中C为任意常数。
根据G(1)的值,我们可以计算得到G(1) = (1^4 - (4/3) * 1^3 + 1^2) + C = 1 - 4/3 + 1 + C = 2/3 + C。
3. 题目:求曲线y = x^2在点x = 2处的切线方程。
解析:对于曲线y = x^2,我们需要求出在点x = 2处的切线方程。
切线是曲线在某一点的切线,它与曲线仅有一个公共点,并且在该点处具有相同的斜率。
积分和微分积分一般分为不定积分、定积分和微积分三种1、不定积分设F(x)是函数f(x)的一个原函数,我们把函数f(x)的所有原函数F(x)+C(C为任意常数)叫做函数f(x)的不定积分. 记作∫f(x)dx.其中∫叫做积分号, f(x)叫做被积函数, x叫做积量,f(x)dx 叫做被积式,C叫做积分常数,求已知函数的不定积分的过程叫做对这个函数进行积分.由定义可知:求函数f(x)的不定积分,就是要求出f(x)的所有的原函数,由原函数的性质可知,只要求出函数f(x)的一个原函数,再加上任意的常数C,就得到函数f(x)的不定积分.也可以表述成,积分是微分的逆运算,即知道了导函数,求原函数.2、定积分众所周知,微积分的两大部分是微分与积分.微分实际上是求一函数的导数,而积分是已知一函数的导数,求这一函数.所以,微分与积分互为逆运算.实际上,积分还可以分为两部分.第一种,是单纯的积分,也就是已知导数求原函数,而若F(x)的导数是f(x),那么F(x)+C(C是常数)的导数也是f(x),也就是说,把f(x)积分,不一定能得到F(x),因为F(x)+C的导数也是f(x),C是无穷无尽的常数,所以f(x)积分的结果有无数个,是不确定的,我们一律用F(x)+C代替,这就称为不定积分.而相对于不定积分,就是定积分.所谓定积分,其形式为∫f(x) dx (上限a写在∫上面,下限b写在∫下面).之所以称其为定积分,是因为它积分后得出的值是确定的,是一个数,而不是一个函数.定积分的正式名称是黎曼积分,详见黎曼积分.用自己的话来说,就是把直角坐标系上的函数的图象用平行于y轴的直线把其分割成无数个矩形,然后把某个区间[a,b]上的矩形累加起来,所得到的就是这个函数的图象在区间[a,b]的面积.实际上,定积分的上下限就是区间的两个端点a、b.我们可以看到,定积分的本质是把图象无限细分,再累加起来,而积分的本质是求一个函数的原函数.它们看起来没有任何的联系,那么为什么定积分写成积分的形式呢?定积分与积分看起来风马牛不相及,但是由于一个数学上重要的理论的支撑,使得它们有了本质的密切关系.把一个图形无限细分再累加,这似乎是不可能的事情,但是由于这个理论,可以转化为计算积分.这个重要理论就是大名鼎鼎的牛顿-莱布尼兹公式,它的内容是:若F'(x)=f(x) 那么∫f(x) dx (上限a下限b)=F(a)-F(b)牛顿-莱布尼兹公式用文字表述,就是说一个定积分式的值,就是上限在原函数的值与下限在原函数的值的差.正因为这个理论,揭示了积分与黎曼积分本质的联系,可见其在微积分学以至更高等的数学上的重要地位,因此,牛顿-莱布尼兹公式也被称作微积分基本定理.3、微积分积分是微分的逆运算,即知道了函数的导函数,反求原函数.在应用上,积分作用不仅如此,它被大量应用于求和,通俗的说是求曲边三角形的面积,这巧妙的求解方法是积分特殊的性质决定的。
函数积分计算:积分计算练习在数学中,积分是微积分的重要概念之一。
它被广泛应用于科学、工程以及经济等领域,用于求解曲线下的面积、体积、质量以及各种统计量等。
1. 定积分的计算定积分是积分的一种形式,它可以用于计算给定函数在特定区间上的面积。
下面我们将通过一些例子来展示如何计算定积分。
例子一:计算函数 f(x) = 2x 在区间 [0, 3] 上的定积分。
首先,我们需要求出函数 f(x) 的不定积分 F(x)。
对于 f(x) = 2x,不定积分 F(x) = x^2 + C,其中 C 是常数。
接下来,根据积分基本定理,定积分的计算可以通过用区间上限值减去下限值来实现。
因此,我们有:∫[0, 3] 2x dx = F(3) - F(0) = (3)^2 + C - (0)^2 + C = 9 + C - C = 9因此,函数 f(x) = 2x 在区间 [0, 3] 上的定积分为 9。
例子二:计算函数 f(x) = x^2 在区间 [1, 4] 上的定积分。
同样地,我们先求出函数 f(x) 的不定积分 F(x)。
对于 f(x) = x^2,不定积分 F(x) = (1/3)x^3 + C,其中 C 是常数。
然后,我们可以通过计算区间上限值减去下限值来计算定积分:∫[1, 4] x^2 dx = F(4) - F(1) = (1/3)(4)^3 + C - (1/3)(1)^3 + C = (64/3) + C - (1/3) + C = 63/3 = 21因此,函数 f(x) = x^2 在区间 [1, 4] 上的定积分为 21。
2. 不定积分的计算不定积分是积分的另一种形式,与定积分相比,不定积分的结果是一个函数。
例子三:计算函数 f(x) = 3x^2 的不定积分。
根据积分的基本规则,我们可以逐项求导得到不定积分的结果。
对于函数 f(x) = 3x^2,不定积分 F(x) = x^3 + C,其中 C 是常数。
72道积分题简介积分是微积分中的一个重要概念,可用于求解曲线下的面积、求解速度、加速度等问题。
本文将介绍72道与积分相关的题目,并提供详细的解答过程。
题目1:定积分计算计算定积分∫(x 2+2x )10dx 。
解答: 首先,我们可以将被积函数展开为x 2+2x 。
然后,根据定积分的性质,我们可以将被积函数拆分为两个部分:∫x 210dx +∫210xdx 。
接下来,我们使用不定积分的公式来求解每个部分:x 33+x 2|01+x 22|01。
将上述结果代入并进行计算,最终得到结果为43。
题目2:曲线下面积计算计算曲线y =x 3与x 轴所围成的面积。
解答: 首先,我们需要确定曲线与x 轴的交点。
令y =x 3=0,解得x =0。
然后,我们可以使用定积分来计算曲线下的面积:∫x 310dx 。
接下来,我们使用不定积分的公式来求解上述定积分:x 44|01。
将上述结果代入并进行计算,最终得到结果为14。
题目3:速度与位移关系已知物体的速度函数v (t )=3t 2−2t +1,求物体在时间区间[0,2]内的位移。
解答: 根据速度函数的定义,我们可以使用定积分来计算位移:∫(3t 2−2t +201)dt 。
接下来,我们使用不定积分的公式来求解上述定积分:t 3−t 2+t|02。
将上述结果代入并进行计算,最终得到结果为6。
题目4:加速度与速度关系已知物体的加速度函数a (t )=6t −2,初始时刻t =0时物体的速度v (0)=5,求物体在时间区间[0,3]内的位移。
解答: 根据加速度函数和初始速度条件,我们可以推导出速度函数:v (t )=∫(6t −2)dt =3t 2−2t +C 。
然后,使用初始速度条件v (0)=5来求解常数C :5=0−0+C ,解得C =5。
接下来,我们可以使用定积分来计算位移:∫(3t 2−2t +5)30dt 。
使用不定积分的公式求解上述定积分:t 3−t 2+5t|03。
微积分公式与定积分计算练习(附加三角函数公式)
一、基本导数公式 ⑴0c ⑵1xx ⑶sincosxx ⑷cossinxx ⑸2tansecxx ⑹2cotcscxx ⑺secsectanxxx ⑻csccsccotxxx
⑼xxee ⑽lnxxaaa ⑾1lnxx ⑿1loglnxaxa ⒀21arcsin1xx ⒁21arccos1xx ⒂21arctan1xx ⒃21arccot1xx⒄1x⒅12xx 二、导数的四则运算法则
uvuv uvuvuv
2uuvuvvv
三、高阶导数的运算法则
(1)nnnuxvxuxvx (2)nncuxcux
(3)nnnuaxbauaxb (4)()0nnnkkknkuxvxcuxvx 四、基本初等函数的n阶导数公式
(1)!nnxn (2)naxbnaxbeae (3)lnnxxnaaa
(4)sinsin2nnaxbaaxbn(5) coscos2nnaxbaaxbn
(6)11!1nnnnanaxbaxb (7) 11!ln1nnnnanaxbaxb 五、微分公式与微分运算法则
⑴0dc ⑵1dxxdx ⑶sincosdxxdx ⑷cossindxxdx ⑸2tansecdxxdx ⑹2cotcscdxxdx ⑺secsectandxxxdx ⑻csccsccotdxxxdx
⑼xxdeedx ⑽lnxxdaaadx ⑾1lndxdxx ⑿1loglnxaddxxa ⒀21arcsin1dxdxx ⒁21arccos1dxdxx ⒂21arctan1dxdxx ⒃21arccot1dxdxx 六、微分运算法则
⑴duvdudv ⑵dcucdu
⑶duvvduudv ⑷2uvduudvdvv 七、基本积分公式
⑴kdxkxc ⑵11xxdxc ⑶lndxxcx ⑷lnxxaadxca ⑸xxedxec ⑹cossinxdxxc ⑺sincosxdxxc ⑻221sectancosdxxdxxcx ⑼221csccotsinxdxxcx ⑽21arctan1dxxcx ⑾21arcsin1dxxcx 八、补充积分公式 tanlncosxdxxc cotlnsinxdxxc seclnsectanxdxxxc csclncsccotxdxxxc 2211arctanxdxcaxaa
2211ln2xadxcxaaxa
221arcsinxdxcaax 22221lndxxxacxa
九、下列常用凑微分公式 积分型 换元公式
1faxbdxfaxbdaxba uaxb
11fxxdxfxdx
ux
1lnlnlnfxdxfxdxx lnux
xxxxfeedxfede
xue
1lnxxxxfaadxfadaa xua
sincossinsinfxxdxfxdx sinux
cossincoscosfxxdxfxdx
cosux
2tansectantanfxxdxfxdx
tanux
2cotcsccotcotfxxdxfxdx
cotux
2
1
arctanarcnarcn1fxdxftaxdtaxx
arctanux
2
1
arcsinarcsinarcsin1fxdxfxdxx
arcsinux
十、分部积分法公式 ⑴形如naxxedx,令nux,axdvedx 形如sinnxxdx令nux,sindvxdx 形如cosnxxdx令nux,cosdvxdx ⑵形如arctannxxdx,令arctanux,ndvxdx 形如lnnxxdx,令lnux,ndvxdx ⑶形如sinaxexdx,cosaxexdx令,sin,cosaxuexx均可。 十一、第二换元积分法中的三角换元公式
(1)22ax sinxat (2) 22ax tanxat (3)22xa secxat 【特殊角的三角函数值】
(1)sin00 (2)1sin62 (3)3sin32 (4)sin12 (5)sin0 (1)cos01 (2)3cos62(3)1cos32 (4)cos02 (5)cos1 (1)tan00 (2)3tan63(3)tan33(4)tan2不存在(5)tan0 (1)cot0不存在 (2)cot36(3)3cot33(4)cot02(5)cot不存在 十二、重要公式
(1)0sinlim1xxx (2)10lim1xxxe (3)lim()1nnaao (4)lim1nnn (5)limarctan2xx (6)limtan2xarcx (7)limarccot0xx (8)limarccotxx (9)lim0xxe (10)limxxe (11)0lim1xxx
(12)00101101lim0nnnmmxmanmbaxaxanmbxbxbnm (系数不为0的情况) 十三、下列常用等价无穷小关系(0x)
sinxx tanxx arcsinxx arctanxx 211cos2xx
ln1xx
1xex 1lnxaxa 11xx
十四、三角函数公式 1.两角和公式 sin()sincoscossinABABAB sin()sincoscossinABABAB
cos()coscossinsinABABAB cos()coscossinsinABABAB tantantan()1tantanABABAB tantantan()1tantanABABAB
cotcot1cot()cotcotABABBA cotcot1cot()cotcotABABBA
2.二倍角公式
sin22sincosAAA 2222cos2cossin12sin2cos1AAAAA
22tantan21tanAAA
3.半角公式
1cossin22AA 1coscos22AA
1cossintan21cos1cosAAAAA 1cossincot21cos1cosAAAAA
4.和差化积公式 sinsin2sincos22ababab sinsin2cossin22ababab
coscos2coscos22ababab coscos2sinsin22ababab sintantancoscosababab
5.积化和差公式 1sinsincoscos2ababab 1coscoscoscos2ababab
1sincossinsin2ababab 1cossinsinsin2ababab
6.万能公式
22tan2sin1tan2aaa 221tan2cos1tan2aaa 22tan2tan1tan2aaa
7.平方关系 22sincos1xx 22secn1xtax 22csccot1xx
8.倒数关系 tancot1xx seccos1xx csin1csxx