3.3 定积分0
定积分的性质
定积分可以表示为黎曼和的形式，即将区间[a,b]分成若干小区间，每个小区间的长度为$\Delta x$，并取小区间 的左端点$x_{i-1}$和右端点$x_i$作为积分的下限和上限，然后对每个小区间上的函数值$f(x_i)$进行求和，最后 将所有小区间的和再乘以$\Delta x$得到定积分的值。
对于任意实数$k_1, k_2$，有$\int (k_1f(x) + k_2g(x)) dx = k_1 \int f(x) dx + k_2 \int g(x) dx$
常数倍
对于任意实数$k$，有$\int kf(x) dx = k \int f(x) dx$
区间可加性
区间可加
对于任意分割$a = x_0 < x_1 < \ldots < x_n = b$，有$\int_{a}^{b}f(x) dx = \sum_{i=0}^{n-1} \int_{x_{i}}^{x_{i+1}}f(x) dx$
利用定积分的性质
如果$f(x) \geq g(x)$，则 $\int_{a}^{b}f(x)dx \geq
\int_{a}^{b}g(x)dx$。
利用定积分的性质
如果$f(x) = g(x)$，则$\int_{a}^{b}f(x)dx = \int_{a}^{b}g(x)dx$。
04
定积分的极限性质
定积分的性质
线性性质
定积分具有线性性质，即对于常数$c$和$d$，有$\int_{a}^{b} (c\varphi_1(x) + d\varphi_2(x)) dx = c\int_{a}^{b} \varphi_1(x) dx + d\int_{a}^{b} \varphi_2(x) dx$。
定积分的知识点总结
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。
定积分公式大全24个
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。
高三定积分知识点总结
高三定积分知识点总结高三阶段，定积分是数学学科中重要的一部分，掌握定积分的知识点对学生来说至关重要。
在这篇文章中，我将对高三阶段定积分的知识点进行总结和归纳，以便帮助同学们更好地复习和掌握这一部分内容。
一、定积分的概念定积分是微积分的重要概念之一，它可以理解为曲线与坐标轴之间的有界区域的面积。
定积分的基本概念包括定积分的上下限、积分区间的分割以及极限等。
二、定积分的计算方法1. 函数的原函数在计算定积分的过程中，首先需要找到被积函数的原函数，也就是导函数。
通过求导反过来求解原函数，即可得到被积函数的原函数。
2. 定积分的基本计算方法定积分的基本计算方法包括积分的线性性质、定积分的区间可加性、换元积分法等。
这些方法能够简化定积分的计算过程，使得计算更加方便快捷。
3. 特殊函数的定积分计算对于一些特殊函数，如指数函数、对数函数、三角函数等，需要掌握相应的定积分计算公式和技巧，以便能够快速准确地计算出定积分的结果。
三、定积分的应用1. 几何应用定积分在几何中有着广泛的应用。
通过定积分，可以计算曲线和坐标轴之间的面积、曲线的弧长以及曲线的旋转体体积等几何问题。
2. 物理应用定积分在物理学中也有着重要的应用。
例如，通过定积分可以计算物体的质量、质心位置、重心位置以及力学和流体力学中的有关问题。
3. 经济和金融应用定积分在经济学和金融学中也有广泛的应用。
例如，通过定积分可以计算收益曲线下的总收益、消费曲线下的总消费等经济和金融问题。
四、定积分的性质1. 积分的性质定积分具有线性性质、区间可加性、保号性等性质。
这些性质在定积分的计算过程中起到了重要的作用，可以帮助我们更好地理解和运用定积分。
2. 无穷定积分无穷定积分是定积分的一种特殊形式，其中上下限存在无穷大的情况。
掌握无穷定积分的计算方法和性质，可以更好地解决一些复杂的数学问题。
五、定积分的应用举例在高三阶段，定积分的应用举例如下：1. 计算曲线下的面积，如椭圆的面积、抛物线的面积等；2. 计算曲线的弧长，如圆的弧长、正弦曲线的弧长等；3. 计算平面图形的重心位置和质心位置，如矩形的质心位置、三角形的重心位置等；4. 计算物体的质量和质量分布情况，如线密度、面密度和体密度的计算等。
2020届高三理数一轮讲义：3.3-定积分与微积分基本定理(含答案)
第3节 定积分与微积分基本定理最新考纲 1.了解定积分的实际背景，了解定积分的基本思想，了解定积分的概念，几何意义；2.了解微积分基本定理的含义.知 识 梳 理1.定积分的概念与几何意义 (1)定积分的定义如果函数f (x )在区间[a ，b ]上连续，用分点将区间[a ，b ]等分成n 个小区间，在每个小区间上任取一点ξi (i ＝1，2，…，n )，作和式∑n i ＝1f (ξi )Δx ＝∑ni ＝1b －anf (ξi )，当n →∞时，上述和式无限接近于某个常数，这个常数叫做函数f (x )在区间[a ，b ]上的定积分，记作⎠⎛a b f (x )d x ，即⎠⎛ab f (x )d x ＝在⎠⎛a b f (x )d x 中，a ，b 分别叫做积分下限与积分上限，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 )d x 叫做被积式. (2)定积分的几何意义(1)⎠⎛a b kf (x )d x ＝k ⎠⎛ab f (x )d x (k 为常数).(2)⎠⎛a b [f 1(x )±f 2(x )]d x ＝⎠⎛a b f 1(x )d x ±⎠⎛a b f 2(x )d x . (3)⎠⎛a b f (x )d x ＝⎠⎛a c f (x )d x ＋⎠⎛c b f (x )d x (其中a ＜c ＜b ). 3.微积分基本定理一般地，如果f (x )是在区间[a ，b ]上的连续函数，且F ′(x )＝f (x )，那么⎠⎛abf (x )d x ＝F (b )－F (a ).这个结论叫做微积分基本定理，又叫做牛顿—莱布尼茨公式.可以把F (b )－F (a )记为F (x )⎪⎪⎪ba ，即⎠⎛a bf (x )d x ＝F (x )⎪⎪⎪ba )＝F (b )－F (a ).[微点提醒]函数f (x )在闭区间[－a ，a ]上连续，则有 (1)若f (x )为偶函数，则⎠⎛－a a f (x )d x ＝2⎠⎛0a f (x )d x .(2)若f (x )为奇函数，则⎠⎛－aa f (x )d x ＝0. 基 础 自 测1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)(1)设函数y ＝f (x )在区间[a ，b ]上连续，则⎠⎛a b f (x )d x ＝⎠⎛a b f (t )d t .( )(2)曲线y ＝x 2与y ＝x 所围成的面积是⎠⎛01(x 2－x )d x .( ) (3)若⎠⎛a b f (x )d x <0，那么由y ＝f (x )，x ＝a ，x ＝b 以及x 轴所围成的图形一定在x轴下方.( )(4)定积分⎠⎛a b f (x )d x 一定等于由x ＝a ，x ＝b ，y ＝0及曲线y ＝f (x )所围成的曲边梯形的面积.( )(5)加速度对时间的积分是路程.( )解析 (2)y ＝x 2与y ＝x 所围成的面积是⎠⎛01(x －x 2)d x .(3)若⎠⎛ab f (x )d x <0，那么由y ＝f (x )，x ＝a ，x ＝b 以及x 轴所围成的图形在x 轴下方的面积比在x 轴上方的面积大.(4)定积分⎠⎛a b f (x )d x 等于由x ＝a ，x ＝b ，y ＝0及曲线y ＝f (x )所围成图形的面积的代数和.(5)加速度对时间的积分是速度，速度对时间的积分才是路程. 答案 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)×2.(选修2－2P50A5改编)定积分⎠⎛－11|x |d x ＝( )A.1B.2C.3D.4解析 ⎠⎛－11|x |d x ＝⎠⎛－10(－x )d x ＋⎠⎛01x d x ＝2⎠⎛01x d x ＝x 2⎪⎪⎪10＝1.答案 A3.(选修2－2P60A6改编)已知质点的速度v ＝10t ，则从t ＝0到t ＝t 0质点所经过的路程是( ) A.10t 20 B.5t 20C.103t 20 D.53t 20 解析 S ＝⎠⎛0t 0v d t ＝⎪⎪⎪⎠⎛0t010t d t ＝5t 2t 0＝5t 20. 答案B4.(2018·青岛月考)直线y ＝4x 与曲线y ＝x 3在第一象限内围成的封闭图形的面积S ，正确的是( ) A.S ＝⎠⎛02(4x －x 3)d xB.S ＝⎠⎛02(x 3－4x )d xC.S ＝⎠⎛02⎝⎛⎭⎪⎫3y －y 4d yD.S ＝⎠⎛02⎝ ⎛⎭⎪⎫y 4－3y d y解析 两函数图象的交点坐标是(0，0)，(2，8)，故对x 积分时，积分上限是2、下限是0，由于在[0，2]上，4x ≥x 3，故直线y ＝4x 与曲线y ＝x 3所围成的封闭图形的面积S ＝⎠⎛02(4x －x 3)d x ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫同理对y 积分时S ＝⎠⎛08⎝ ⎛⎭⎪⎫3y －y 4d y .答案 A5.(2019·安阳模拟)若a ＝⎠⎛02x 2d x ，b ＝⎠⎛02x 3d x ，c ＝⎠⎛02sin x d x ，则a ，b ，c 的大小关系是( ) A.a <c <b B.a <b <c C.c <b <aD.c <a <b解析 由微积分基本定理a ＝⎠⎛02x 2d x ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 3⎪⎪⎪20＝83，b ＝⎠⎛02x 3d x ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫14x 4⎪⎪⎪20＝4，c ＝⎠⎛02sin x d x ＝(－cos x )⎪⎪⎪20＝1－cos 2<2，则c <a <b .答案 D6.(2019·昆明诊断)若⎠⎛a 0x 2d x ＝9，则常数a 的值为________. 解析 ⎠⎛a0x 2d x ＝13x 3⎪⎪⎪0a ＝－13a 3＝9，∴a 3＝－27，a ＝－3.答案 －3考点一 定积分的计算【例1】 (1)⎠⎛0π(cos x ＋1)d x ＝________. (2)⎠⎛－22|x 2－2x |d x ＝________. 解析 (1)⎠⎛0π(cos x ＋1)d x ＝(sin x ＋x )⎪⎪⎪π0＝π.(2)⎠⎛－22|x 2－2x |d x ＝⎠⎛－20(x 2－2x )d x ＋⎠⎛02(2x －x 2)d x＝⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 3－x 2⎪⎪⎪0－2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2－13x 3⎪⎪⎪20＝83＋4＋4－83＝8.答案 (1)π (2)8规律方法 运用微积分基本定理求定积分时要注意以下几点： (1)对被积函数要先化简，再求积分；(2)若被积函数为分段函数的定积分，依据定积分“对区间的可加性”，先分段积分再求和；(3)对于含有绝对值符号的被积函数，要先去掉绝对值符号再求积分. 【训练1】 (1)设f (x )＝⎩⎨⎧x 2，x ∈[0，1]，2－x ，x ∈（1，2]，则⎠⎛02f (x )d x 等于( )A.34B.45C.56D.不存在 (2)定积分⎠⎛－11(x 2＋sin x )d x ＝________.解析 (1)如图，⎠⎛02f (x )d x ＝⎠⎛01x 2d x ＋⎠⎛12(2－x )d x ＝13x 3⎪⎪⎪10＋⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －12x 2⎪⎪⎪21＝13＋⎝ ⎛⎭⎪⎫4－2－2＋12＝56.(2)⎠⎛－11(x 2＋sin x )d x ＝⎠⎛－11x 2d x ＋⎠⎛－11sin x d x ＝2⎠⎛01x 2d x ＝2·x 33⎪⎪⎪10＝23.答案 (1)C (2)23考点二 定积分的几何意义多维探究角度1 利用定积分的几何意义计算定积分【例2－1】 (1)计算：⎠⎛01(2x ＋1－x 2)d x ＝________.(2)若⎠⎛－2m －x 2－2x d x ＝π4，则m ＝________.解析 (1)由定积分的几何意义知，⎠⎛011－x 2 d x 表示以原点为圆心，以1为半径的圆的面积的14，所以⎠⎛011－x 2 d x ＝π4，又⎠⎛012x d x ＝x 2⎪⎪⎪10＝1，所以⎠⎛01(2x ＋1－x 2)d x ＝π4＋1.(2)根据定积分的几何意义⎠⎛－2m －x 2－2x d x 表示圆(x ＋1)2＋y 2＝1和直线x ＝－2，x ＝m 和y ＝0围成的图形的面积，又⎠⎛－2m －x 2－2x d x ＝π4为四分之一圆的面积，结合图形知m ＝－1. 答案 (1)π4＋1 (2)－1 角度2 利用定积分计算平面图形的面积【例2－2】 (一题多解)由抛物线y 2＝2x 与直线y ＝x －4围成的平面图形的面积为________.解析 如图所示，解方程组⎩⎨⎧y 2＝2x ，y ＝x －4，得两交点为(2，－2)，(8，4).法一 选取横坐标x 为积分变量，则图中阴影部分的面积S 可看作两部分面积之和，即S ＝2⎠⎛022x d x ＋⎠⎛28(2x －x ＋4)d x ＝18.法二 选取纵坐标y 为积分变量，则图中阴影部分的面积S ＝⎠⎛－24⎝ ⎛⎭⎪⎫y ＋4－12y 2d y ＝18. 答案 18规律方法 1.运用定积分的几何意义求定积分，当被积函数的原函数不易找到时常用此方法求定积分.2.利用定积分求曲边梯形面积的基本步骤：画草图、解方程得积分上、下限，把面积表示为已知函数的定积分(注意：两曲线的上、下位置关系，分段表示的面积之间的关系).【训练2】 (1)计算：⎠⎛133＋2x －x 2 d x ＝________.(2)已知曲线y ＝x 2与直线y ＝kx (k >0)所围成的曲边图形的面积为43，则k ＝________.解析 (1)由定积分的几何意义知，⎠⎛133＋2x －x 2 d x 表示圆(x －1)2＋y 2＝4和x＝1，x ＝3，y ＝0围成的图形的面积，∴⎠⎛133＋2x －x 2 d x ＝14×π×4＝π.(2)由⎩⎨⎧y ＝x 2，y ＝kx ，得⎩⎨⎧x ＝0，y ＝0或⎩⎨⎧x ＝k ，y ＝k 2，则曲线y ＝x 2与直线y ＝kx (k >0)所围成的曲边梯形的面积为⎠⎛0k (kx －x 2)d x ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫k 2x 2－13x 3⎪⎪⎪k0＝k 32－13k 3＝43，则k 3＝8，∴k ＝2.答案 (1)π (2)2考点三 定积分在物理中的应用【例3】 (1)物体A 以v ＝3t 2＋1(m/s)的速度在一直线l 上运动，物体B 在直线l 上，且在物体A 的正前方5 m 处，同时以v ＝10t (m/s)的速度与A 同向运动，出发后，物体A 追上物体B 所用的时间t (s)为( ) A.3B.4C.5D.6(2)设变力F (x )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 )＝x 2＋1且方向和x 轴正向相同，则变力F (x )对质点M 所做的功为________ J(x 的单位：m ，力的单位：N).解析 (1)因为物体A 在t 秒内行驶的路程为⎠⎛0t (3t 2＋1)d t ，物体B 在t 秒内行驶的路程为⎠⎛0t 10t d t .所以⎠⎛0t (3t 2＋1－10t )d t ＝(t 3＋t －5t 2)⎪⎪⎪t0＝t 3＋t －5t 2＝5.整理得(t －5)(t 2＋1)＝0，解得t ＝5.(2)变力F (x )＝x 2＋1使质点M 沿x 轴正向从x ＝1运动到x ＝10所做的功为 W ＝⎠⎛110F (x )d x ＝⎠⎛110(x 2＋1)d x ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 3＋x ⎪⎪⎪101＝342(J).答案 (1)C (2)342规律方法 定积分在物理中的两个应用(1)变速直线运动的位移：如果变速直线运动物体的速度为v ＝v (t )，那么从时刻t ＝a 到t ＝b 所经过的位移s ＝⎠⎛ab v (t )d t .(2)变力做功：一物体在变力F (x )的作用下，沿着与F (x )相同方向从x ＝a 移动到x ＝b 时，力F (x )所做的功是W ＝⎠⎛ab F (x )d x .【训练3】 一辆汽车在高速公路上行驶，由于遇到紧急情况而刹车，以速度v (t )＝7－3t ＋251＋t (t 的单位：s ，v 的单位：m/s)行驶至停止.在此期间汽车继续行驶的距离(单位：m)是( ) A.1＋25ln 5 B.8＋25ln113C.4＋25ln 5D.4＋50ln 2解析 令v (t )＝0，得t ＝4或t ＝－83(舍去)，∴汽车行驶距离s ＝⎠⎛04⎝ ⎛⎭⎪⎫7－3t ＋251＋t d t ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤7t －32t 2＋25ln （1＋t ）⎪⎪⎪4＝28－24＋25ln 5＝4＋25ln 5(m). 答案 C[思维升华]1.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.2.⎠⎛a b f (x )d x 、⎠⎛a b |f (x )|d x 与|⎠⎛a b f (x )d x |在几何意义上有不同的含义，由于被积函数f (x )在闭区间[a ，b ]上可正可负，也就是它的图象可以在x 轴上方、也可以在x 轴下方、还可以在x 轴的上下两侧，所以⎠⎛ab f (x )d x 表示由x 轴、函数f (x )的曲线及直线x ＝a ，x ＝b (a ≠b )之间各部分面积的代数和；而|f (x )|是非负的，所以⎠⎛ab |f (x )|d x 表示在区间[a ，b ]上所有以|f (x )|为曲边的正曲边梯形的面积；而|⎠⎛a b f (x )d x |则是⎠⎛a b f (x )d x 的绝对值，三者的值一般情况下是不相同的. [易错防范]1.若定积分的被积函数是分段函数，应分段积分然后求和.2.若积分式子中有几个不同的参数，则必须先分清谁是被积变量.3.定积分的几何意义是曲边梯形的面积，但要注意：面积非负，而定积分的结果可以为负.基础巩固题组 (建议用时：35分钟)一、选择题1.(2019·西安调研)定积分⎠⎛01(2x ＋e x)d x 的值为( )A.e ＋2B.e ＋1C.eD.e －1解析 ⎠⎛01(2x ＋e x )d x ＝(x 2＋e x )⎪⎪⎪10)＝1＋e 1－1＝e.答案 C2.已知⎠⎛1e⎝ ⎛⎭⎪⎫1x －m d x ＝3－e 2，则m 的值为( )A.e －14e B.12 C.－12D.－1解析 由微积分基本定理得⎠⎛1e ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x －m d x ＝(ln x －mx )⎪⎪⎪e1)＝m ＋1－m e ，结合题意得m ＋1－m e ＝3－e 2，解得m ＝12. 答案 B3.(2019·郑州模拟)汽车以v ＝(3t ＋2) m/s 做变速运动时，在第1 s 至第2 s 之间的1 s 内经过的路程是( ) A.132m B.6 mC.152m D.7 m解析 s ＝⎠⎛12(3t ＋2)d t ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫32t 2＋2t ⎪⎪⎪21＝32×4＋4－⎝ ⎛⎭⎪⎫32＋2＝10－72＝132(m).答案 A4.π20⎰sin 2x2d x 等于( )A.0B.π4－12C.π4－14D.π2－1 解析π20⎰sin 2x2d x ＝π20⎰1－cos x 2d x ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12x －12sin x π20|＝π4－12.答案 B5.定积分⎠⎛02|x －1|d x 等于( )A.1B.－1C.0D.2解析 ⎠⎛02|x －1|d x ＝⎠⎛01|x －1|d x ＋⎠⎛12|x －1|d x＝⎠⎛01(1－x )d x ＋⎠⎛12(x －1)d x ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫x －x 22⎪⎪⎪10＋⎝ ⎛⎭⎪⎫x 22－x ⎪⎪⎪21＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1－12＋⎝ ⎛⎭⎪⎫222－2－⎝ ⎛⎭⎪⎫12－1＝1.答案 A6.如图，指数函数的图象过点E (2，9)，则图中阴影部分的面积等于( )A.8ln 3B.8C.9ln 3D.9解析 设指数函数为y ＝a x (a >0且a ≠1)，因为其过点E (2，9)，所以a 2＝9，解得a ＝3，所以图中阴影部分的面积S ＝⎠⎛023xd x ＝3xln 3⎪⎪⎪20＝8ln 3.答案 A7.若f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧lg x ，x >0，x ＋⎠⎛0a 3t 2d t ，x ≤0，f [f (1)]＝1，则a 的值为( )A.1B.2C.－1D.－2解析 因为f (1)＝lg 1＝0，f (0)＝⎠⎛0a 3t 2d t ＝t 3⎪⎪⎪a0＝a 3，所以由f [f (1)]＝1，得a 3＝1，a ＝1. 答案 A8.由y ＝x 2，y ＝x 24，y ＝1所围成的图形的面积为( )A.43B.34C.2D.1解析 如图所示，阴影部分的面积为 S ＝2⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎠⎛01⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2－14x 2d x ＋⎠⎛12⎝ ⎛⎭⎪⎫1－14x 2d x ＝2⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 3－112x 3⎪⎪⎪10＋⎝ ⎛⎭⎪⎫x －112x 3⎪⎪⎪21 ＝2⎝ ⎛⎭⎪⎫13－112＋2－112×23－1＋112＝43.答案 A 二、填空题9.已知f (x )为偶函数且⎠⎛06f (x )d x ＝8，则⎠⎛－66f (x )d x ＝________.解析 原式＝⎠⎛－60f (x )d x ＋⎠⎛06f (x )d x ，因为原函数为偶函数，所以在y 轴两侧的图象对称，所以对应面积相等，即8×2＝16. 答案 1610.如图所示，函数y ＝－x 2＋2x ＋1与y ＝1相交形成一个闭合图形(图中的阴影部分)，则该闭合图形的面积是________.解析 由⎩⎨⎧y ＝－x 2＋2x ＋1，y ＝1，解得x 1＝0，x 2＝2.∴S ＝⎠⎛02(－x 2＋2x ＋1－1)d x ＝⎠⎛02(－x 2＋2x )d x＝⎝ ⎛⎭⎪⎫－x 33＋x 2⎪⎪⎪2＝－83＋4＝43.答案4311.(2019·济南模拟)设a >0，若曲线y ＝x 与直线x ＝a ，y ＝0所围成封闭图形的面积为a 2，则a ＝________. 解析 封闭图形如图所示，则⎠⎛0ax d x ＝23x 32⎪⎪⎪a0＝23a 32－0＝a 2，解得a ＝49.答案4912.(2019·广州调研)设f (x )＝⎩⎨⎧1－x 2，x ∈[－1，1），x 2－1，x ∈[1，2]，则⎠⎛－12f (x )d x 的值为________.解析 ⎠⎛－12f (x )d x ＝⎠⎛－111－x 2d x ＋⎠⎛12(x 2－1)d x＝12π×12＋⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 3－x ⎪⎪⎪21＝π2＋43. 答案π2＋43能力提升题组 (建议用时：15分钟)13.(一题多解)若S 1＝⎠⎛12x 2d x ，S 2＝⎠⎛121x d x ，S 3＝⎠⎛12e x d x ，则S 1，S 2，S 3的大小关系为( ) A.S 1<S 2<S 3 B.S 2<S 1<S 3 C.S 2<S 3<S 1D.S 3<S 2<S 1解析 法一 S 1＝13x 3⎪⎪⎪21＝83－13＝73，S 2＝ln x ⎪⎪⎪21＝ln 2<ln e ＝1，S 3＝e x⎪⎪⎪21＝e 2－e≈2.72－2.7＝4.59，所以S 2<S 1<S 3.法二 S 1，S 2，S 3分别表示曲线y ＝x 2，y ＝1x，y ＝e x 与直线x ＝1，x ＝2及x 轴围成的图形的面积，通过作图易知S 2<S 1<S 3. 答案 B14.若f (x )＝x 2＋2⎠⎛01f (x )d x ，则⎠⎛01f (x )d x ＝( )A.－1B.－13C.13D.1解析 由题意知f (x )＝x 2＋2⎠⎛01f (x )d x ，设m ＝⎠⎛01f (x )d x ，则f (x )＝x 2＋2m ，⎠⎛01f (x )d x ＝⎠⎛01(x 2＋2m )d x ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 3＋2mx ⎪⎪⎪10 ＝13＋2m ＝m ，解得m ＝－13. 答案 B15.一物体在力F (x )＝⎩⎨⎧5，0≤x ≤2，3x ＋4，x ＞2(单位：N )的作用下沿与力F 相同的方向，从x ＝0处运动到x ＝4(单位：m)处，则力F (x )做的功为________ J. 解析 由题意知，力F (x )所做的功为W ＝⎠⎛04F (x )d x ＝⎠⎛025d x ＋⎠⎛24(3x ＋4)d x ＝5×2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫32x 2＋4x ⎪⎪⎪42＝10＋⎣⎢⎡⎦⎥⎤32×42＋4×4－⎝ ⎛⎭⎪⎫32×22＋4×2＝36(J).答案 3616.(2019·长春模拟)在平面直角坐标系xOy 中，将直线y ＝x 与直线x ＝1及x 轴所围成的图形绕x 轴旋转一周得到一个圆锥，圆锥的体积V圆锥＝⎠⎛01πx 2d x ＝π3x 3⎪⎪⎪10＝π3.据此类比：将曲线y ＝2 ln x 与直线y ＝1及x 轴、y 轴所围成的图形绕y 轴旋转一周得到一个旋转体，该旋转体的体积V ＝________.解析 类比已知结论，将曲线y ＝2ln x 与直线y ＝1及x 轴、y 轴所围成的图形绕y 轴旋转一周得到旋转体的体积应为一定积分，被积函数为π(e y2)2＝πe y ，积分变量为y ，积分区间为[0，1]，即V ＝⎠⎛01πe y d y ＝πe y ⎪⎪⎪10＝π(e－1).答案 π(e－1)。
定积分的概念及性质课件
06
定积分的进一步应用
积分变换
积分变换的定义
积分变换是一种将函数在某一区间内的行为转化为另一种函数的方法，常见的积分变换包括傅里叶变换和拉普拉斯变 换等。
积分变换的性质
积分变换具有一些重要的性质，例如线性性质、时间平移性质和微分性质等，这些性质在解决实际问题中具有广泛的 应用。
积分变换的应用
积分变换在信号处理、图像处理和控制系统等领域有着广泛的应用，通过积分变换可以将复杂的信号或 系统转换为易于分析和处理的函数形式。
傅里叶变换
傅里叶变换的定义
傅里叶变换是一种将时间域函数转换为频域函数的方法， 它可以将一个时间函数分解成一系列不同频率的正弦和余 弦函数的线性组合。
傅里叶变换的性质
傅里叶变换具有一些重要的性质，例如线性性质、对称性 质和微分性质等，这些性质在解决实际问题中具有广泛的 应用。
傅里叶变换的应用
傅里叶变换在信号处理、图像处理和控制系统等领域有着 广泛的应用，通过傅里叶变换可以将复杂的信号或系统转 换为易于分析和处理的频域函数形式。
反常积分
反常积分的定义
反常积分是一种在无穷区间上定 义的积分，它通常用于处理一些 在无穷远处收敛的函数。
符号的意义
定积分的符号表示一个函 数在一个区间上的总值， 其中“∫”表示积分号。
计算公式
定积分可以通过一个公式
来计算x，其中a和b
是区间的端点。
02
定积分的性质
连续函数的积分性质
积分区间可加性
对于任意两个不相交的区间[a,b]和[b,c]，有$\int_{a}^{c}f(x)dx = \int_{a}^{b}f(x)dx + \int_{b}^{c}f(x)dx$。
定积分的基本公式和运算法则
定积分的基本公式和运算法则定积分是微积分中的重要概念，它在数学和实际应用中都有着广泛的用途。
那咱们就来好好聊聊定积分的基本公式和运算法则。
先来说说定积分的基本公式。
这就好比是我们在数学世界里的一把神奇钥匙，可以打开很多难题的大门。
比如，牛顿-莱布尼茨公式，这可是个相当重要的家伙。
它告诉我们，如果函数 F(x) 是函数 f(x) 在区间 [a, b] 上的一个原函数，那么定积分∫[a,b] f(x)dx = F(b) - F(a) 。
这就像是找到了一个直接通往答案的捷径，让复杂的计算变得简单了许多。
再谈谈定积分的运算法则。
加法法则就像是搭积木，两个函数的定积分之和等于它们分别定积分的和。
比如说，∫[a,b] [f(x) + g(x)]dx =∫[a,b] f(x)dx + ∫[a,b] g(x)dx 。
这就好像你有两堆糖果，要算它们加起来的总数，分别算出每一堆的数量再相加就好啦。
还有乘法法则，这个稍微有点复杂，但也不难理解。
就像是做乘法运算一样，只不过是在定积分的世界里。
给大家讲个我曾经遇到的事儿吧。
有一次我给学生们讲定积分的运算，有个学生怎么都搞不明白。
我就拿分糖果打比方，假如有一堆糖果，我们要按照不同的规则来分配，这就好比是不同函数的定积分运算。
然后我一步一步地带着他分析，最终他恍然大悟，那种开心的表情让我也特别有成就感。
在实际应用中，定积分的这些公式和法则用处可大了。
比如计算图形的面积、计算物体的体积、求解物理问题等等。
就拿计算图形面积来说吧，通过定积分，我们可以把不规则的图形分割成很多小的部分，然后利用公式和法则算出每一部分的面积，最后加起来就得到了整个图形的面积。
这就像是拼图，一块一块地拼起来，最终呈现出完整的画面。
再比如在物理中，计算变力做功的问题。
力不是恒定的，而是随着位置或者时间变化的，这时候定积分就派上用场啦。
通过对力函数进行积分，就能算出力在一段距离或者一段时间内所做的功。
总之，定积分的基本公式和运算法则是我们解决各种数学和实际问题的有力工具。
高考数新人教A一轮复习专题练习 3.3 定积分与微积分基本定理
1.设连续函数f(x)>0,则当a<b 时,定积分∫()b a f x dx 的符号( ) A.一定是正的 B.一定是负的C.当0<a<b 时是正的,当a<b<0时是负的D.以上结论都不对 【答案】 A【解析】 由∫()b a f x dx 的几何意义及f(x)>0,可知∫()ba f x 表示x=a,x=b,y=0与y=f(x)围成的曲边梯形的面积. ∴∫()b a f x dx>0.2. ∫22ππ- (1+cosx)dx 等于( )A.πB.2C.π-2D.π+2【答案】 D【解析】 ∫22ππ-(1+cosx)dx=(x+sinx)|22ππ-2(π=+sin 22)[ππ--+sin 2()]2π-=+π. 3.用S 表示图中阴影部分的面积,则S 的值是( )A. ∫()c a f x dxB.| ∫()c a f x dx|C. ∫()b a f x dx+∫()cb f x dxD. ∫()cb f x dx-∫()b a f x dx【答案】 D【解析】 由定积分的几何意义知选项D 正确.4.(2012山东荷泽模拟)设函数()mf x x ax =+的导函数则∫21()f x -dx 的值等于( ) A.56 B.12 C.23 D.16【答案】 A【解析】 由于()m f x x ax =+的导函数为f′(x)=2x+1,所以2()f x x x =+,于是∫21()f x -dx=∫221()x x -313(x -212)x |2516=.5.直线y=2x+3与抛物线2y x =所围成的图形面积为 . 【答案】323【解析】 由 223y x y x =+,⎧⎨=,⎩得1213x x =-,=. ∴面积S=∫31(23)x -+dx-∫321x -dx 2(3)x x =+|33113x --|33213-=. 1. ∫412x dx 等于( )A.-2ln2B.2ln2C.-ln2D.ln2【答案】 D【解析】 ∫412x dx=lnx |42=ln4-ln2=ln2.2.(2011福建高考,理5) ∫10(e 2)xx +dx 等于( ) A.1B.e-1 C.e D.e+1【答案】 C【解析】 ∵被积函数e 2x x +的一个原函数为e 2xx +,∴∫10(e 2)x x +dx=(e 2)x x +|10(=e 121)(+-e 0+3.已知f(x)= 210101x x x ⎧,-≤≤,⎨,<<,⎩则∫11()f x -dx 的值为 ( )A.32B.23-C.23D.43【答案】 D【解析】 ∫11()f x -dx=∫021x -dx+∫101dx 313x=|01x -+|10 14331=+=.4.函数f(x)= 2110cosx 0x x x π+,-≤<,⎧⎨,≤≤⎩ 的图象与x 轴所围成的封闭图形的面积为( ) A.32B.1C.2D.12【答案】 A【解析】 根据定积分的几何意义结合图形可得所求的封闭图形的面积为1211S =⨯⨯+∫20πcosxdx 12=+sinx |2π12=+sin 2π-sin032=.5.函数y=∫(x x -cos 22)t t ++dt( )A.是奇函数B.是偶函数C.是非奇非偶函数D.以上都不正确【答案】 A【解析】 y=(sin 332)t t t ++|2xx -=sin 3234x x x ++,为奇函数6.(2011湖南高考,理6)由直线330x x y ππ=-,=,=与曲线y=cos x 所围成的封闭图形的面积为( ) A.12 B.1【答案】 D【解析】 结合图形可得:S=∫33ππ-cosxdx=sin x |33ππ-3π-3()π-=7.由曲线32y x y x =,=围成的封闭图形的面积为( )A.112B.14C.13D.712【答案】 A【解析】 因为2y x =与3y x =的交点为(0,0),(1,1), 故所求封闭图形的面积为∫102x dx-∫103x d 313x x =|10414x -|101113412=-=,选A.8.曲线1x y =与直线y=x,x=2所围成的图形面积为 . 【答案】32-ln2【解析】 S=∫211()x x -d 212(x x =-lnx)|2312=-ln2. 9.如果∫10()f x dx=1, ∫20()f x dx=-1,则∫21()f x dx= .【答案】 -2【解析】 ∵∫20()f x dx=∫10()f x dx+∫21()f x dx, ∴∫21()f x dx=∫20()f x dx-∫10()f x dx=-1-1=-2.10.由曲线2y x =和直线2(01)t t ,∈,所围成的图形(阴影部分)的面积的最小值为 .【答案】14【解析】 围成图形的阴影部分的面积3S t =-∫20t x dx+∫12t x dx 2324133(1)t t t t --=-+.令S′2420t t =-=,解得12t =或t=0(舍去).可判断当12t =时S 最小1min 4S ,=.11.计算下列定积分.(1) ∫2211(2)x x -dx;(2) ∫322dx;(3) ∫30π(sinx-sin2x)dx.【解】 (1) ∫2211(2)x x -d 323(x x =-lnx)|21 163=-ln 214332-=-ln2.(2) ∫322dx=∫312(2)x x ++dx212(x =+lnx+2x)|32 92(=+ln3+6)-(2+ln2+4)=ln 3922+.(3) ∫30π(sinx-sin2x)dx=(-cos 12x +cos2x)|30π11112424()(1)=----+=-.12.已知f(x)为二次函数,且f(-∫10()f x -2.(1)求f(x)的解析式;(2)求f(x)在[-1,1]上的最大值与最小值.【解】 (1)设2()(0)f x ax bx c a =++≠,则f′(x)=2ax+b. 由f(-1)=2,f′(0)=0,得 20a b c b -+=,⎧⎨=⎩即20c a b =-,⎧⎨=.⎩∴2()(2)f x ax a =+-.又∫10()f x dx=∫120[(2)]ax a +-dx 313[(2)]ax a x =+-|120322a =-=-. ∴a=6,c=-4.从而2()64f x x =-. (2)∵2()64[11]f x x x =-,∈-,, ∴当x=0时min ()4f x ,=-; 当1x =±时max()2f x =.13.如图所示,直线y=kx 分抛物线2y x x =-与x 轴所围图形为面积相等的两部分,求k 的值.【解】 抛物线2y x x =-与x 轴两交点的横坐标为1201x x =,=, 所以,抛物线与x 轴所围图形的面积S=∫120()x x -d 23123()x x x =-|1106=.又由 2y x x y kx ⎧=-,⎨=,⎩ 可得抛物线2y x x =-与y=kx 两交点的横坐标为3401x x k =,=-,所以,2S =∫120()k x x kx ---d 231123()k x x x -=-|13106(1)k k -=-.又知16S =,所以312(1)k -=,于是11k ==14.一条水渠横断面为抛物线型,如图,渠宽AB=4米,渠深CO=2米,当水面距地面0.5米时,求水的横断面的面积.【解】 如图,建立直角坐标系,设抛物线方程为22x py =,代入(2,2)得2p=2,∴22x y =.将点(x,1.5)代入22x y =得x =∴水的横断面的面积为S=(1.2125)x -dx=(1.3165)x x -|.∴水的横断面的面积为平方米.。
基本定积分计算公式
基本定积分计算公式定积分，听起来是不是有点让人头疼？其实啊，它就像是我们生活中的一个小帮手，能帮我们解决好多问题呢！咱们先来说说定积分的基本计算公式。
这就好比是一把神奇的钥匙，能打开很多数学难题的大门。
定积分的基本公式是∫[a,b] f(x)dx = F(b) - F(a) ，这里的 F(x) 是 f(x)的一个原函数。
那啥是原函数呢？比如说，f(x) = 2x，那么它的一个原函数就是 F(x) = x²。
是不是有点迷糊？别着急，我给您举个例子。
假设我们要计算从 1 到 3 区间上，函数 f(x) = 2x 的定积分。
首先，我们得找到它的原函数 F(x) = x²。
然后呢，把上限 3 和下限 1 分别代入原函数，就是 F(3) - F(1) ，也就是 3² - 1² = 9 - 1 = 8 。
您看，这是不是挺有意思的？我记得之前有个学生，他刚开始学定积分的时候，那叫一个头疼啊！每次看到那些公式和符号，就感觉像是看天书一样。
有一次做作业，碰到一道定积分的题目，怎么算都算不对。
我就跟他说：“别着急，咱们一步步来，先找找原函数。
” 他一脸迷茫地看着我，那小眼神，充满了无助。
我就耐心地给他解释，带着他一步一步地算。
最后，他终于搞明白了，那种恍然大悟的表情，我到现在都还记得。
从那以后，他对定积分就没那么害怕了，成绩也慢慢提高了。
咱们再来说说定积分的几何意义。
它可以表示曲线与坐标轴围成的面积。
比如说，一个函数在某个区间上是正的，那么定积分的值就是这个区间上曲线下方的面积；如果函数在某个区间上是负的，定积分的值就是曲线上方的面积的相反数。
就像我们生活中的积累，每天进步一点点，一段时间后，积累的成果就是一个定积分。
可能有时候我们会遇到挫折，成果是负数，但只要不放弃，继续努力，总会有正数出现的时候。
在学习定积分的过程中，大家要多做练习题，就像我们锻炼身体一样，只有不断练习，才能让我们的“数学肌肉”更强大。
3.3定积分的概念与性质、计算(一)
i 1 n
总存在， 则称函数 f(x) 在区间 a , b 上可积， 并称极限I为函数 f(x) 在区间 a , b上的定积分， 记为 f x dx ,即
b a
I f x dx lim f i xi .
b a
n
0
i 1
注意: 0 不能换成 n .
该区间上各个时刻的速度，即
si v( i )ti ( i 1, 2, , n)
③求和.
s si v ( i )t i
i 1 i 1 n n
④取极限. s lim
0
v( )t
i 1 i
n
i
max ti
1 i n
A lim f i xi ( max{xi })
c b a c
c
a b
f ( x )dx f ( x )dx f ( x )dx
b c
a
f ( x )dx f ( x )dx f ( x )dx f ( x )dx f ( x )dx
c b
a c
b c
a
b
a
c
性质4 如果在区间 a , b 上，f ( x ) g( x )，则
y
y f x 0
A i
即
a
Ai f i xi ( i 1, 2, , n)
O
x0 x1 x2
…
xi 1 xi
…
xn 1
b xn x
③求和
n i 1
i
f 1 x1 f 2 x2 f ( n )xn f i xi A
定积分计算知识点总结
定积分计算知识点总结一、定积分的概念1.1 定积分的定义定积分是在微积分学中给定一个连续函数$f(x)$，对它在区间$[a, b]$上的积分值的确定。
具体地，定积分可以定义为：$$\int_{a}^{b} f(x) dx = \lim _{n \rightarrow \infty} \sum _{i=1}^{n} f(x_{i}^{*})\Delta x $$其中，$\Delta x = (b-a)/n$，$x_i^* \in [x_{i-1}, x_i]$。
1.2 定积分的几何意义定积分的几何意义是函数$y=f(x)$在区间$[a, b]$上的曲边梯形的面积，可以用积分来表示。
当积分区间的$[a, b]$上的函数是非负值函数时，它的定积分可以表示该函数与$x$轴所夹的曲边梯形的面积。
1.3 定积分的基本性质① 定积分与积分区间的顺序无关，即$\int_{a}^{b}f(x)dx = -\int_{b}^{a}f(x)dx$。
② 定积分的线性性：$\int_{a}^{b}(\alpha f(x)+\beta g(x))dx = \alpha \int_{a}^{b} f(x)dx + \beta \int_{a}^{b} g(x)dx$。
③ 定积分的加法性：$\int_{a}^{b} f(x)dx + \int_{b}^{c} f(x)dx = \int_{a}^{c} f(x)dx$。
1.4 定积分的计算方法定积分的计算方法主要包括：几何意义法、切割法、定积分的性质、换元积分法、分部积分法等。
这些方法在不同的情况下都有其适用范围，学习者需要根据具体问题进行选择和灵活运用。
二、定积分的计算2.1 几何意义法几何意义法是通过将定积分代表的曲边梯形进行适当的分割和逼近，最终得到定积分的值。
这种方法适用于简单的函数和几何形状，容易理解和操作。
2.2 切割法切割法是将定积分的积分区间进行适当的分割，然后对每个小区间内的函数求积分，最后将所得的和加起来。
2020届高三理数一轮讲义：3.3-定积分与微积分基本定理(含答案)
[思维升华] 1.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. 2.错误!f(x)dx、错误!|f(x)|dx 与|错误!f(x)dx|在几何意义上有不同的含义，由于被积函
数 f(x)在闭区间[a，b]上可正可负，也就是它的图象可以在 x 轴上方、也可以在 x 轴下方、还可以在 x 轴的上下两侧，所以 错误!f(x)dx 表示由 x 轴、函数 f(x)的曲线
4 角度 2 利用定积分计算平面图形的面积 【例 2－2】 (一题多解)由抛物线 y2＝2x 与直线 y＝x－4 围成的平面图形的面积 为________.
y2＝2x，
解析 如图所示，解方程组
得两交点为(2，－2)，(8，4).
y＝x－4，
法一 选取横坐标 x 为积分变量，则图中阴影部分的面积 S 可看作两部分面积之 和，即 S＝2错误! 2xdx＋错误!( 2x－x＋4)dx＝18.
角度 1 利用定积分的几何意义计算定积分
【例 2－1】 (1)计算：错误!(2x＋ 1－x2)dx＝________.
(2)若错误! －x2－2x dx＝π，则 m＝________. 4
解析 (1)由定积分的几何意义知，错误! 1－x2 dx 表示以原点为圆心，以 1 为半
| 径的圆的面积的1，所以错误! 1－x2 dx＝π，又 错误!2xdx＝x2
曲边梯形的面积
2.定积分的性质
(1)错误!kf(x)dx＝k错误!f(x)dx(k 为常数).
(2)错误![f1(x)±f2(x)]dx＝错误!f1(x)dx±错误!f2(x)dx.
(3)错误!f(x)dx＝错误!f(x)dx＋错误!f(x)dx(其中 a＜c＜b).
定积分积分的定理
定积分积分的定理1. 引言定积分是微积分的重要概念之一，而定积分的定理是对定积分的性质和计算方法进行总结和归纳，使我们能更好地理解和应用定积分。
本文将详细介绍定积分积分的定理的相关概念、性质及其证明，为读者深入理解和掌握该定理提供帮助。
2. 定积分的基本概念在介绍定积分积分的定理之前，我们首先需要了解定积分的基本概念。
2.1 定积分的定义定积分是反映函数在某一区间上的总体变化情况的一种数值。
设函数f(x)在闭区间[a, b]上有定义，将该区间分成n个小区间，每个小区间的长度为△x，选择每个小区间中的一个任意点ξi，构造Riemann和式：当n趋向于无穷大时，Riemann和式的极限存在，记为：其中，表示积分运算，f(x)为被积函数，a和b分别为积分的下限和上限。
2.2 定积分的性质定积分具有以下几个重要的性质：2.2.1 线性性质若函数f(x)和g(x)在区间[a,b]上可积，c为常数，则有：2.2.2 区间可加性若函数f(x)在区间[a,b]上可积，且a<c<b，则有：2.2.3 保号性若函数f(x)在区间[a,b]上可积，且f(x)≥0，则有：3. 定积分积分的定理定积分的定理是对定积分的性质和计算方法进行总结和归纳的数学定理，其中包括积分的反演、积分换元法、换序积分等内容。
3.1 积分的反演定积分的定理中的一个重要内容是积分的反演，即定积分与原函数之间的关系。
根据牛顿-莱布尼茨公式，如果函数F(x)在[a, b]上连续，并且存在它的一个原函数f(x)，则有：这个公式表明，如果给定一个函数的导数，我们可以通过对导数积分来求出原函数。
3.2 积分换元法积分换元法是积分计算中常用的一种方法，它是通过变量替换的方式，将一个复杂的积分问题转化为一个更简单的积分问题。
设已知变量替换为：y=g(x)，即x与y之间存在一个一一对应的可导函数g(x)，则有：通过变换后，我们可以将积分问题简化为对更简单的函数进行积分。
高三一轮 第三章3.3 定积分与微积分基本定理
思维升华
计算定积分的解题步骤 (1)把被积函数变形为幂函数、正弦函数、余弦函数、指数函数与常数的积 的和或差. (2)把定积分变形为求被积分函数为上述函数的定积分. (3)分别用求导公式的逆运算找到一个相应的原函数. (4)利用微积分基本定理求出各个定积分的值，然后求其代数和.
多维探究
题型二 定积分的几何意义
(3)ʃ 20|1－x|dx；
解 ʃ 20|1－x|dx＝ʃ 10(1－x)dx＋ʃ 21(x－1)dx ＝x－12x210＋12x2－x21 ＝1－12－0＋12×22－2－12×12－1＝1. (4)ʃ 21e2x＋1xdx； 解 ʃ 21e2x＋1xdx＝ʃ 12e2xdx＋ʃ 121xdx ＝ 12e2x21＋ln x21＝12e4－12e2＋ln 2－ln 1 ＝12e4－12e2＋ln 2.
x 轴下方.( × ) (4)曲线 y＝x2 与 y＝x 所围成图形的面积是 ʃ 01(x2－x)dx.( × )
1 2 3 4 5 67
题组二 教材改编 2.[P66A 组 T14]ʃ e2＋1x－1 1dx＝__1__. 解析 ʃ e2＋1x－1 1dx＝ln(x－1)|e2＋1＝ln e－ln 1＝1.
为__2__3_－__2_3π__.
解析 令 2sin x＝1，得 sin x＝12，
当 x∈[0，π]时，得 x＝6π或 x＝56π，
5π
所以所求面积S＝
6 π
(2sin x－1)dx
6
5π
＝(－2cos x－x) |π6 2
6
3 2π . 3
师生共研
题型三 定积分在物理中的应用
例3 一辆汽车在高速公路上行驶，由于遇到紧急情况而刹车，以速度v(t) ＝7－3t＋ 25 (t的单位：s，v的单位：m/s)行驶至停止.在此期间汽车继续
高等数学各类教材目录
高等数学各类教材目录一、微积分1. 函数与极限1.1 函数定义与性质1.2 极限的概念与性质1.3 极限计算方法2. 导数与微分2.1 导数的定义与性质2.2 常见函数的导数计算2.3 微分的概念与应用3. 积分与定积分3.1 不定积分与定积分的概念3.2 常见函数的积分计算3.3 定积分的应用4. 微分方程4.1 一阶微分方程4.2 高阶微分方程4.3 常系数线性齐次微分方程二、多元函数与偏导数1. 多元函数的概念与性质1.1 多元函数的定义与图像1.2 多元函数的极限与连续性1.3 多元函数的偏导数与全微分2. 隐函数与参数方程2.1 隐函数的概念与求导2.2 参数方程的概念与性质2.3 高阶偏导数与全微分的应用3. 多元函数的极值与最值3.1 多元函数的极值点与极值 3.2 条件极值与拉格朗日乘数法3.3 多元函数的最值与边界三、级数与常微分方程1. 数列与级数1.1 数列的概念与性质1.2 级数的概念与性质1.3 收敛级数的判定方法2. 幂级数与泰勒展开2.1 幂级数的定义与收敛域2.2 幂级数函数的性质与求导2.3 泰勒展开与函数逼近3. 常微分方程3.1 高阶常系数线性微分方程3.2 欧拉方程与变量分离方程3.3 线性方程组与二阶线性常微分方程四、多元积分与曲线积分1. 二重积分1.1 二重积分的概念与性质1.2 二重积分的计算方法1.3 重心与质心的坐标2. 三重积分2.1 三重积分的概念与性质2.2 三重积分的计算方法2.3 几何体的体积与质量3. 曲线积分与曲面积分3.1 第一类曲线积分3.2 第二类曲线积分3.3 曲面积分与高斯公式五、向量与空间解析几何1. 二维向量与三维空间1.1 向量的定义与性质1.2 向量的运算与表示1.3 三维空间中点、线、面的方程2. 空间曲线与曲面2.1 参数方程与运动方程2.2 长度、曲率与曲率半径2.3 曲面与曲面积分3. 空间向量的导数与积分3.1 向量导数与曲线的切向量3.2 向量场与向量积分3.3 位矢与线积分六、概率统计与常用数学方法1. 概率与概率分布1.1 随机事件与概率公理1.2 离散型随机变量与概率分布1.3 连续型随机变量与概率密度2. 期望与方差2.1 随机变量的期望与方差2.2 均值、方差与协方差2.3 大数定律与中心极限定理3. 参数估计与假设检验3.1 参数估计的方法与性质3.2 假设检验的基本概念与步骤3.3 假设检验的常用分布与检验方法以上为《高等数学》各类教材目录的总结，不同版本的教材可能会有细微差异，请根据具体教材的章节安排进行查阅。
(复习指导)3.3 定积分与微积分基本定理含解析
3.3 定积分与微积分基本定理必备知识预案自诊知识梳理1.定积分的定义如果函数f (x )的图像在区间[a ,b ]上连续,用分点a=x 0<x 1<…<x i-1<x i <…<x n =b 将区间[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=1nf (ξi )Δx=∑i=1n b -a nf (ξi ),当n →+∞时,上述和式无限接近某个常数,这个常数叫作函数f (x )在区间[a ,b ]上的定积分,记作∫baf (x )d x.2.定积分的几何意义(1)当函数f (x )的图像在区间[a ,b ]上连续且恒有f (x )≥0时,定积分∫baf (x )d x 的几何意义是由直线x=a ,x=b (a ≠b ),y=0和曲线y=f (x )所围成的曲边梯形(图①中阴影部分)的面积.图①图②(2)一般情况下,定积分∫baf (x )d x 的几何意义是介于x 轴、曲线y=f (x )以及直线x=a ,x=b之间的曲边梯形(图②中阴影部分)面积的代数和,其中在x 轴上方的面积等于该区间上的积分值,在x 轴下方的面积等于该区间上积分值的相反数.3.定积分的性质(1)∫ba kf (x )d x= (k 为常数); (2)∫ba [f (x )±g (x )]d x= ;(3)∫baf (x )d x= (其中a<c<b ).4.微积分基本定理一般地,如果f (x )是图像在区间[a ,b ]上连续的函数,并且F'(x )=f (x ),那么∫baf (x )d x= .这个结论叫作微积分基本定理,又叫作牛顿—莱布尼茨公式,其中F(x)叫作f(x)的一个原函数.为了方便,我们常把F(b)-F(a)记作,即∫ba f(x)d x=F(x)|a b=F(b)-F(a).5.定积分在物理中的两个应用(1)变速直线运动的路程:如果变速直线运动物体的速度为v=v(t),那么从时刻t=a到t=b所经过的路程s=∫ba v(t)d t.(2)变力做功:某物体在变力F(x)的作用下,沿着与F(x)相同的方向从x=a移动到x=b时,力F(x)所做的功是W=∫baF(x)d x.1.定积分与曲边梯形的面积的关系:设图中阴影部分的面积为S,则(1)如图(1),S=∫baf(x)d x;(2)如图(2),S=-∫baf(x)d x;(3)如图(3),S=∫ca f(x)d x-∫bcf(x)d x;(4)如图(4),S=∫ba[f(x)-g(x)]d x.2.设函数f(x)在闭区间[-a,a]上连续,则有:(1)若f(x)是偶函数,∫a-a f(x)d x=2∫af(x)d x;(2)若f(x)是奇函数,则∫a-af(x)d x=0.考点自诊1.判断下列结论是否正确,正确的画“√”,错误的画“×”.(1)若函数y=f(x)的图像在区间[a,b]上连续,则∫ba f(x)d x=∫b a f(t)d t.()(2)若f(x)是图像连续的偶函数,则∫a-a f(x)d x=2∫af(x)d x;若f(x)是图像连续的奇函数,则∫a-af(x)d x=0.()(3)在区间[a,b]上连续的曲线y=f(x)和直线x=a,x=b(a≠b),y=0所围成的曲边梯形的面积S=∫ba|f(x)|d x.() (4)若∫baf(x)d x<0,则由y=f(x),x=a,x=b以及x轴所围成的图形一定在x轴下方.()(5)已知质点移动的速度v=10t,则质点从t=0到t=t0所经过的路程是∫t010t d t=5t02.()2.已知函数f(x)={√x,1<x≤4,x|x|,-1≤x≤1,则∫4-1f(x)d x=()A.14B.143C.7D.2123.汽车以v=(3t+2)m/s做变速运动时,在第1 s至2 s之间的1 s内经过的路程是()A.5 mB.112mC.6 mD.132m4.(2020湖南师大附中测试)直线y=4x与曲线y=x3在第一象限内围成的封闭图形的面积为()A.2√2B.4√2C.2D.45.(2020江西南昌模拟)设a>0,若曲线y=√x与直线x=a,y=0所围成的封闭图形的面积为a2,则a=.关键能力学案突破考点定积分的计算【例1】计算下列定积分.(1)∫1(-x2+2x)d x;(2)∫π(sin x-cos x)d x;(3)∫21(e2x+1x)d x;(4)∫π2√1-sin2x d x.?解题心得计算定积分的步骤(1)把被积函数变形为幂函数、正弦函数、余弦函数、指数函数与常数的积的和或差.(2)把定积分变形为求被积函数为上述函数的定积分.(3)分别用求导公式的逆运算找到一个相应的原函数.(4)利用微积分基本定理求出各个定积分的值,然后求其代数和.对点训练1(1)∫3-1(3x2-2x+1)d x;(2)∫21(x-1x)d x;(3)∫π-π(x3cos x)d x;(4)∫2|1-x|d x.考点利用定积分的几何意义求定积分【例2】已知函数f(x)={-x+2,x≤2,√1-(x-3)2,2<x≤4,则定积分∫412f(x)d x的值为()A.9+4π8B.1+4π4C.1+π2D.3+2π4?解题心得当被积函数的原函数不易求,而被积函数的图像与直线x=a,x=b,y=0所围成的曲边图形形状规则,面积易求时,利用定积分的几何意义求定积分.对点训练2(2020四川成都一中测试)∫1-1(√1-x2+sin x)d x=()A.π4B.π2C.πD.π2+2考点定积分的应用(多考向探究)考向1求曲线围成的平面图形的面积【例3】(1)如图所示,曲线y=x2-1,x=2,x=0,y=0围成的阴影部分的面积为() A.∫2|x2-1|d xB.∫21(1-x2)d x+∫1(x2-1)d xC.∫2(x2-1)d xD.∫21(x2-1)d x+∫1(1-x2)d x(2)(2020云南昆明一中测试)如图是函数y=cos2x-5π6在一个周期内的图像,则阴影部分的面积是()A.34B.5 4C.3 2D.32−√34?2已知曲线围成的面积求参数【例4】(2020安徽合肥摸底)由曲线f(x)=√x与y轴及直线y=m(m>0)围成的图形的面积为83,则m的值为()B.3C.1D.8?3定积分在概率中的应用【例5】(2020山西太原联考)如图,在矩形ABCD中的曲线是y=sin x,y=cos x的一部分,点A(0,0),B(π2,0),D(0,1),在矩形ABCD内随机取一点,则此点取自阴影部分的概率是()A.4π(√3-1) B.4π(√2-1) √3-1)π D.4(√2-1)π?4定积分在物理中的应用【例6】(1)一辆汽车在高速公路上行驶,由于遇到紧急情况而刹车,以速度v(t)=7-3t+251+t(t 的单位:s,v的单位:m/s)行驶至停止.在此期间汽车行驶的距离(单位:m)是()A.1+25ln 5B.8+25ln 113C.4+25ln 5D.4+50ln 2(2)一物体在力F (x )={5,0≤x ≤2,3x +4,x >2(单位:N )的作用下沿与力F 相同的方向从x=0处运动到x=4(单位:m)处,则力F (x )做的功为 J .?解题心得1.对于求平面图形的面积问题,应首先画出平面图形的大致图形,然后根据图形特点,选择相应的积分变量及被积函数,并确定被积区间.2.已知图形的面积求参数,一般是先画出它的草图;然后确定积分的上、下限,确定被积函数,由定积分求出其面积,再应用方程的思想建立关于参数的方程,从而求出参数的值.3.与概率相交汇问题.解决此类问题应先利用定积分求出相应平面图形的面积,再用相应概率公式进行计算.4.利用定积分解决变速运动问题和变力做功问题时,关键是求出物体做变速运动的速度函数和变力与位移之间的函数关系,确定好积分区间,得到积分表达式,再利用微积分基本定理计算即得所求.对点训练3(1)如图,由两条曲线y=-x 2,y=-14x 2及直线y=-1所围成的平面图形的面积为 .(2)已知t>1,若∫t1(2x+1)d x=t 2,则t= .(3)如图所示,在一个边长为1的正方形AOBC 内,曲线y=x 3(x>0)和曲线y=√x 围成一个叶形图(阴影部分),向正方形AOBC 内随机投一点(该点落在正方形AOBC 内任何一点是等可能的),则所投的点落在叶形图内部的概率是( )A.512B.16C.14D.13(4)汽车以36 km/h 的速度行驶,到某处需要减速停车,设汽车以加速度a=-2 m/s 2刹车,则从开始刹车到停车,汽车走的距离是 m .(5)设变力F (x )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 )=x 2+1,且方向和x 轴正向相同,则变力F (x )对质点M 所做的功为 J(x 的单位:m;力的单位:N).1.求定积分的方法:(1)利用定义求定积分,可操作性不强. (2)利用微积分基本定理求定积分的步骤如下: ①求被积函数f (x )的一个原函数F (x );②计算F (b )-F (a ).(3)利用定积分的几何意义求定积分. 2.定积分∫baf (x )d x 的几何意义是x 轴、曲线f (x )以及直线x=a ,x=b 围成的曲边梯形的面积的代数和.在区间[a ,b ]上连续的曲线y=f (x )和直线x=a ,x=b (a ≠b ),y=0所围成的曲边梯形的面积S=∫ba |f (x )|d x.1.被积函数若含有绝对值号,应去掉绝对值号,再分段积分.2.若积分式子中有几个不同的参数,则必须分清谁是被积变量.3.定积分式子中隐含的条件是积分上限大于积分下限.4.定积分的几何意义是曲边梯形的面积,但要注意:面积非负,而定积分的结果可以为负.3.3 定积分与微积分基本定理必备知识·预案自诊知识梳理3.(1)k ∫ba f (x )d x(2)∫ba f (x )d x ±∫ba g (x )d x (3)∫c af (x )d x+∫bcf (x )d x4.F (b )-F (a ) F (x )|ab 考点自诊1.(1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)√2.B 函数f (x )={√x ,1<x ≤4,x |x |,-1≤x ≤1,则∫4-1f (x )d x=∫1-1x|x|d x+∫41√x d x=0+23x 3214=143.故选B .3.D S=∫21(3t+2)d t=(32t 2+2t) 12=92+2=132.故选D .4.D 由{y =4x ,y =x 3,得x=0或x=2或x=-2(舍),∴S=∫2(4x-x 3)d x=2x 2-14x 402=4.5.49 封闭图形如图阴影部分所示,则∫a√x d x=23x 32 0a =23a 32=a 2,解得a=49.关键能力·学案突破例1解(1)∫1(-x 2+2x )d x=∫1(-x 2)d x+∫12x d x=(-13x 3) 01+(x 2) 01=-13+1=23. (2)∫π0(sinx-cosx )dx=∫π0sinxd x-∫πcos x d x=(-cos x ) π0-sin x π0=2.(3)∫21(e 2x +1x )dx=∫21e 2x dx+∫211x x=12e d 2x12ln x 12=12e+4-12e 2+ln2ln1=e-4-12e 122+ln2. (4)∫π2√1-sin2x dx=∫π2|sinx-cos x|d x=∫π4(cos x-sin x )d x+∫π2π4(sin x-cos x )d x=(sinx+cos x ) 0π4+(-cos x-sin x ) π4π2=√2-1+(-1+√2)=2√2-2.对点训练1解(1)∫3-1(3x 2-2x+1)d x=(x 3-x 2+x )|-13=24. (2)∫21(x -1x )d x=12x 2-ln x 12=32-ln2.(3)因为y=x 3cos x 为奇函数, 所以∫π-π(x 3cos x )d x=0.(4)∫2|1-x|dx=∫1(1-x)dx+∫21(x-1)d x=(x -12x 2) 01+12x 2-x 12=(1-12)-0+12×22-2-12×12-1=1.例2A 因为f (x )={-x +2,x ≤2,√1-(x -3)2,2<x ≤4,所以∫412f (x )dx=∫212(-x+2)dx+∫42√1-(x -3)2d x ,∫212(-x+2)d x=-12x 2+2x122=98. ∫42√1-(x -3)2d x 的几何意义为以(3,0)为圆心,以r=1为半径的圆在x 轴上方的部分,因而S=12×π×12=π2, 所以∫412f (x )d x=98+π2=9+4π8.故选A .对点训练2B ∫1-1(√1-x 2+sin x )d x=∫1-1√1-x 2d x+∫1-1sin x d x ,∵y=sin x 为奇函数,∴∫1-1sin x d x=0. 又∫1-1√1-x 2d x 表示以坐标原点为圆心,以1为半径的圆的上半圆的面积,∴∫1-1√1-x 2d x=π2. ∴∫1-1(√1-x 2+sin x )d x=π2.例3(1)A (2)B (1)由曲线y=x 2-1,直线x=0,x=2和x 轴围成的封闭图形的面积为S=∫1(1-x 2)d x+∫21(x 2-1)d x.根据对称性,它和函数y=|x 2-1|,直线x=0,x=2和x 轴围成的封闭图形的面积相等,如图所示,即S=∫2|x 2-1|d x.(2)阴影部分的面积为S=-∫π6cos 2x-5π6d x+∫2π3π6cos 2x-5π6d x =-12sin 2x-5π60π6+12sin 2x-5π6π62π3= -12sin -π2-12sin -5π6+12sin π2−12sin -π2=14+1=54.故选B .例4A 由题知曲线f (x )=√x 与直线y=m 的交点为(m 2,m ),则∫m 20(m-√x )d x=mx-23x 320m 2=m 3-23m 3=83,解得m=2.例5BS 阴影=2∫π4(cos x-sin x )d x=2[sin x+cos x ] 0π4=2(√2-1),S ABCD =π2×1=π2,由测度比是面积比可得,此点取自阴影部分的概率是P=S 阴影SABCD=2(√2-1)π2=4π(√2-1).故选B .例6(1)C (2)36 (1)由v (t )=7-3t+251+t =0,可得t=4,t=-83(舍去),因此汽车从刹车到停止一共行驶了4s,此期间行驶的距离为∫40v (t )d t=∫47-3t+251+t d t=7t-32t 2+25ln(1+t )04=4+25ln5(m).(2)由题意知,力F (x )所做的功为W=∫42F (x )d x=∫425d x+∫42(3x+4)d x=5×2+32x 2+4x 24=10+32×42+4×4-32×22+4×2=36(J).对点训练3(1)43 (2)2 (3)A (4)25(5)342 (1)由{y =-x 2,y =-1得交点A (-1,-1),B (1,-1).由{y =-14x 2,y =-1得交点C (-2,-1),D (2,-1).所以所求面积S=2∫2(-14x 2+1)−∫1(-x 2+1)=43.(2)∫t1(2x+1)d x=(x 2+x ) 1t =t 2+t-2,从而得方程t 2+t-2=t 2,解得t=2.(3)此题为关于面积的几何概型,边长为1的正方形AOBC 的面积为1,叶形图(阴影部分)的面积S (A )=∫1(√x -x 3)d x=(23x 32-14x 4) 01=512. 所以所求概率P (A )=512.故选A .(4)t=0时,v 0=36km/h=10m/s ,刹车后,汽车减速行驶,速度为v(t)=v 0+at=10-2t ,由v (t )=0得t=5s,所以从刹车到停车,汽车所走过的路程为∫5v(t)dt=∫5(10-2t )d t=(10t-t 2)05=25(m).(5)变力F (x )=x 2+1使质点M 沿x 轴正向从x=1运动到x=10所做的功为W=∫101F (x )d x=∫101(x 2+1)d x=(13x 3+x) 110=342(J).。
定积分的基本计算方法
定积分的基本计算方法定积分是微积分中的重要概念，它在数学和物理学中有着广泛的应用。
在学习定积分的基本计算方法之前，我们首先需要了解定积分的概念和意义。
定积分的概念是对一个函数在一个区间上的“累积”，它可以用来计算曲线与坐标轴之间的面积、体积、质量、质心等物理量。
在实际应用中，定积分可以帮助我们解决各种问题，比如求曲线下的面积、求物体的质心、求函数的平均值等。
接下来，我们将介绍定积分的基本计算方法。
首先是定积分的定义和性质。
定积分的定义是通过极限的方式来求和，它可以看作是一个区间上无限小的“和”。
定积分的性质包括线性性质、区间可加性、保号性等，这些性质对于定积分的计算非常重要。
其次是定积分的计算方法。
我们可以利用定积分的定义来计算一些简单的函数，比如多项式函数、三角函数等。
对于一些复杂的函数，我们可以通过换元积分、分部积分等方法来化简计算。
另外，定积分还可以通过数值积分的方法来进行近似计算，这在实际应用中非常有用。
最后是定积分的应用。
定积分在物理学、工程学、经济学等领域都有着广泛的应用。
比如在物理学中，定积分可以用来计算物体的质心、转动惯量等；在工程学中，定积分可以用来计算电路的功率、流体的压力等；在经济学中，定积分可以用来计算总收益、总成本等。
总之，定积分的基本计算方法是微积分学习中的重要内容，它不仅对于数学理论有着重要意义，而且在实际应用中也具有重要的作用。
通过学习定积分的基本计算方法，我们可以更好地理解和应用定积分，为日后的学习和工作打下坚实的基础。
希望本文对大家有所帮助，谢谢！。
§3.3定积分换元法11
8
x 令 =t 2
7 5 3 1 π 35 = 4 = π . 8 6 4 2 2 64
13． 例 13 ． 设
x 2 t 2 f ( x )= e dt 1
∫
， 求 ∫ x f ( x )dx .
0
x4
1
解 ： f ( x )= ∫
1
x 2 t 2 e dt 1
， f ′( x ) = 2 xe
则
∫ a f ( x )dx = ∫ α f [(t )]′(t )dt 。
b
β
证：设 F ( x ) 是 f ( x ) 在 [a , b] 上的一个原函数，则 设 上的一个原函数，
上的一个原函数。 F [( t )] 是 f [( t )]′( t ) 在 [α ,β ] 上的一个原函数 。
由牛顿— 由牛顿—莱布尼兹公式得
∫
b b udv =[uv ]a a a
b
∫
vdu 。
例 8．计算定积分（1） ∫ 1 ．计算定积分（ ）
2
π
1 2
(1+ x )arcsin x 1 x 2
dx 。
(2) ∫ e 2 x cos xdx
2
0
n 例 10．计算 I n = ∫ sin xdx （ n ∈ N + ） ．
π 2
（1） ∫
π
2
0
6 4 2 16 sin xdx = 1 = . 7 5 3 35
7
π
2
5 3 1 π 5π （2） π cos xdx = 2∫ 0 cos xdx = 2 = 6 4 2 2 16 2
∫
6
π
2Leabharlann 6（3） π∫π
数二高数考试范围
数二高数考试范围数二高数考试范围在数学领域中，高数（高级数学）是大学本科阶段的数学必修课程，而数二高数（数学二级高等数学）则是针对高数内容进行更深入学习的一门课程。
数二高数考试范围包括以下多个重要的章节和知识点，下面将逐一进行介绍。
1. 函数与极限1.1 函数的概念与性质：包括定义域、值域、图像、奇偶性等概念。
1.2 极限的概念与性质：包括数列极限和函数极限，以及极限的性质和计算方法。
1.3 函数连续性与间断点：连续函数的定义与判定，间断点的分类与性质。
2. 导数与微分2.1 导数的定义与计算：包括基本初等函数的导数、导数的四则运算、复合函数的导数等。
2.2 高阶导数：计算高阶导数和应用。
2.3 微分的概念与计算：微分的定义、微分与导数的关系、高阶微分的计算等。
3. 定积分3.1 定积分的概念：包括黎曼和的定义及性质、定积分的几何意义等。
3.2 定积分的计算：包括定积分的基本性质、变上限积分、变下限积分、分部积分法等。
3.3 定积分的应用：计算图形的面积、弧长、物体的质量、质心等。
4. 微分方程4.1 一阶微分方程：可分离变量、齐次方程、线性方程、可降阶的高阶方程等基本类型。
4.2 高阶线性微分方程：常系数齐次线性微分方程与非齐次线性微分方程、特征方程、待定系数法等。
4.3 线性微分方程的应用：弹簧振动、电路问题等。
以上是数二高数考试范围的主要内容，每个章节都有相应的理论知识和计算方法需要掌握。
在备考过程中，需要充分理解概念、记忆公式、掌握运算技巧，并且多做习题进行巩固和提高。
同时，也要注重理论联系实际，通过应用题来加深对知识点的理解和应用能力的培养。
数二高数考试范围的掌握对于学习数学和相关学科具有重要意义，不仅为了考试取得好成绩，更是为了培养逻辑思维、分析问题和解决问题的能力，为未来的学习和工作打下坚实的数学基础。
因此，在备考过程中要刻苦学习，理解概念和原理，灵活运用所学知识，努力提高数学素养。
统考版2022届高考数学一轮复习第三章3.3定积分与微积分基本定理学案理含解析
第三节 定积分与微积分基本定理【知识重温】一、必记6个知识点 1．定积分的定义及相关概念一般地，如果函数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 ，将区间[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 ＝1nf (ξi )Δx ＝i ＝1nb －a n f (ξi )，当n →∞时，上述和式无限接近某个常数，这个常数叫做函数f (x )在区间[a ，b ]上的定积分，记作⎠⎜⎛ab f(x)d x.在⎠⎜⎛ab f(x)d x 中，a 与b 分别叫做积分下限与积分上限，区间①________叫做积分区间，函数f(x)叫做被积函数，x 叫做②________，③________叫做被积式．2．定积分的几何意义3.定积分的性质(1)⎠⎜⎛a b kf(x)d x ＝⑧________(k 为常数)．(2)⎠⎜⎛ab [f 1(x)±f 2(x)]d x ＝⑨________.(3)○10________＝⎠⎜⎛a c f(x)d x ＋⎠⎜⎛cb f(x)d x(其中a ＜c ＜b)．4．微积分基本定理一般地，如果f(x)是区间[a ，b]上的连续函数，并且F ′(x)＝f(x)，那么⎠⎜⎛ab f(x)d x ＝⑪________，这个结论叫做微积分基本定理，又叫牛顿—莱布尼茨公式．5．定积分与曲线梯形面积的关系设阴影部分的面积为S. (1)S ＝⎠⎜⎛ab f(x)d x.(2)S ＝⑫________. (3)S ＝⑬________.(4)S ＝⎠⎜⎛a b f(x)d x －⎠⎜⎛a b g(x)d x ＝⎠⎜⎛ab [f(x)－g(x)]d x.6．定积分与变速直线运动的路程及变力做功间的关系 (1)s ＝⑭________；(2)W ＝⑮________. 二、必明4个易误点1．被积函数若含有绝对值号，应去绝对值号，再分段积分． 2．若积分式子中有几个不同的参数，则必须先分清谁是被积变量． 3．定积分式子中隐含的条件是积分上限不小于积分下限．4．定积分的几何意义是曲边梯形的面积，但要注意：面积非负，而定积分的结果可以为负． 【小题热身】一、判断正误1．判断下列说法是否正确(请在括号中打“√”或“×”)．(1)若函数y ＝f(x)在区间[a ，b]上连续，则⎠⎜⎛a b f(x)d x ＝⎠⎜⎛ab f(t)d t.( )(2)若⎠⎜⎛ab f(x)d x<0，则由y ＝f(x)，x ＝a ，x ＝b 以及x 轴所围成的图形一定在x 轴下方．( )(3)若f(x)是偶函数，则⎠⎜⎛-a a f(x)d x ＝2⎠⎜⎛0a f(x)d x.( )(4)若f(x)是奇函数，则⎠⎜⎛-aa f(x)d x ＝0.( )二、教材改编2.⎠⎜⎛01(e x ＋3x 2)d x 等于( )A ．1B ．e －1C ．eD ．e ＋13．22ππ-⎰(1＋cos x)d x 等于( )A ．πB ．2C ．π－2D ．π＋2三、易错易混4．由直线x ＝－π3，x ＝π3，y ＝0与曲线y ＝cos x 所围成的封闭图形的面积为( )A .12B ．1C .32D . 35.⎠⎜⎛-11 e |x|d x 的值为________．考点一 定积分的计算[自主练透型] 1．计算下列定积分： (1)⎠⎜⎛122x d x ；(2)⎠⎜⎛0πcos x d x ；(3)⎠⎜⎛13⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －1x 2d x.2．利用定积分的几何意义计算下列定积分： (1)⎠⎜⎛011－(x －1)2d x ；(2)⎠⎜⎛-55 (3x 3＋4sin x)d x.悟·技法求定积分的4大常用方法考点二定积分的几何意义[互动讲练型][例1] [2021·某某某某中学第二次调研]如图，阴影部分是由曲线y＝2x2和圆x2＋y2＝3及x轴围成的封闭图形，则阴影部分的面积为________．悟·技法利用定积分求平面图形面积的4步骤 (1)根据题意画出图形．(2)借助图形确定出被积函数，求出交点坐标，确定积分的上、下限． (3)把曲边梯形的面积表示成若干个定积分的和． (4)计算定积分，写出答案.[变式练]——(着眼于举一反三)1．[2021·某某统考]过点(－1,0)的直线l 与曲线y ＝x 相切，则曲线y ＝x 与l 及x 轴所围成的封闭图形的面积为________．考点三 定积分在物理中的应用[互动讲练型][例2] [2021·某某瓦房店四校联考]一辆汽车在高速公路上行驶，由于遇到紧急情况而刹车，从刹车开始，其速度与时间的关系式为v(t)＝7－3t ＋251＋t (t 的单位：s ，v 的单位：m /s )，从开始刹车到停止，汽车行驶的路程(单位：m )是( )A ．(1＋25ln 5)mB .⎝⎛⎭⎪⎫8＋25ln 113mC ．(4＋25ln 5)mD ．(4＋50ln 2)m悟·技法定积分在物理中的两个应用(1)变速直线运动的位移：如果变速直线运动物体的速度为v ＝v(t)，那么从时刻t ＝a 到t ＝b 所经过的路程s ＝⎠⎜⎛ab v(t)d t.(2)变力做功：一物体在变力F(x)的作用下，沿着与F(x)相同方向从x ＝a 移动到x ＝b 时，力F(x)所做的功是W ＝⎠⎜⎛ab F(x)d x.[变式练]——(着眼于举一反三)2．以初速40 m /s 竖直向上抛一物体，t s 时刻的速度v ＝40－10t 2，则此物体达到最高时的高度为( )A .1603mB .803mC .403mD .203m第三节 定积分与微积分基本定理【知识重温】①[a ，b ] ②积分变量 ③f (x )d x ④x ＝a⑤x ＝b ⑥x ＝a ⑦x ＝b ⑧k ⎠⎜⎛a b f(x)d x ⑨⎠⎜⎛a b f 1(x)d x ±⎠⎜⎛a b f 2(x)d x ⑩⎠⎜⎛ab f(x)d x ⑪F(b)－F(a)⑫－⎠⎜⎛ab f(x)d x⑬⎠⎜⎛ac f(x)d x －⎠⎜⎛cb f(x)d x ⑭⎠⎜⎛ab v(t)d t ⑮⎠⎜⎛ab F(x)d x 【小题热身】1．答案：(1)√ (2)× (3)√ (4)√2．解析：⎠⎜⎛01(e x ＋3x 2)d x ＝(e x ＋x 3)⎪⎪⎪⎪10＝(e 1＋1)－e 0＝e ，故选C .答案：C3．解析：因为(x ＋sin x )′＝1＋cos x ，所以22ππ-⎰(1＋cos x)d x ＝(x ＋sin x)⎪⎪⎪⎪π2－π2＝π2＋sin π2－⎣⎢⎡⎦⎥⎤－π2＋sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫－π2＝π＋2.答案：D4．解析：由题意知S ＝33ππ-⎰cos x d x ＝sin x⎪⎪⎪⎪π3－π3＝32－⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫－32＝ 3.答案：D5．解析：11-⎰e |x|d x ＝01-⎰e －x d x ＋1⎰e x d x ＝－e －x ⎪⎪⎪⎪ 0－1＋e x ⎪⎪⎪⎪10＝[－e 0－(－e )]＋(e －e 0)＝－1＋e ＋e －1＝2e －2.答案：2e －2 课堂考点突破考点一1．解析：(1)因为(ln x )′＝1x ，所以⎠⎜⎛122x d x ＝2⎠⎜⎛121x d x ＝2ln x ⎪⎪⎪⎪21＝2(ln 2－ln 1)＝2ln 2.(2)因为(sin x)′＝cos x ，所以⎠⎜⎛0πcos x d x ＝sin x⎪⎪⎪⎪π0＝sin π－sin 0＝0.(3)因为(x 2)′＝2x ，⎝ ⎛⎭⎪⎫1x ′＝－1x 2，所以⎠⎜⎛13⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －1x 2d x ＝⎠⎜⎛132x d x ＋⎠⎜⎛13⎝ ⎛⎭⎪⎫－1x 2d x ＝x 2⎪⎪⎪⎪31＋1x⎪⎪⎪⎪31＝223. 2.解析：(1)根据定积分的几何意义，可知⎠⎜⎛011－(x －1)2d x 表示的是圆(x －1)2＋y 2＝1的面积的14.故⎠⎜⎛011－(x －1)2d x ＝π4.(2)设y ＝f(x)＝3x 3＋4sin x ，则f(－x)＝3(－x)3＋4sin (－x)＝－(3x 3＋4sin x)＝－f(x)，所以f(x)＝3x 3＋4sin x 在[－5,5]上是奇函数．所以05-⎰(3x 3＋4sin x)d x ＝－⎠⎜⎛05(3x 3＋4sin x)d x. 所以55-⎰(3x 3＋4sin x)d x ＝05-⎰3x 3＋4sin x)d x ＋⎠⎜⎛05(3x 3＋4sin x)d x ＝0. 考点二例1 解析：易求得曲线y ＝2x 2和圆x 2＋y 2＝3在第一象限的交点坐标为A ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫32，32，作直线OA ，则直线OA 的方程为y ＝3x ，如图．则直线OA 与抛物线y ＝2x 2所围成的图形的面积S 1＝0(3x －2x 2)d x ＝⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫32x 2－23x 3⎪⎪⎪⎪ 320＝32×34－23×338＝38，易知扇形AOB 的圆心角为π3，则扇形AOB 的面积S 2＝12×π3×3＝π2，所以阴影部分的面积S ＝S 2－S1＝π2－38.答案：π2－38变式练1．解析：因为y ＝x 的导数为y ′＝12x ，设切点为P (x 0，y 0)，则切线的斜率为12x 0＝x 0x 0＋1，解得x 0＝1，即切线的斜率为12，所以直线l 的方程为y ＝12(x ＋1)，所以所围成的封闭图形的面积为⎠⎜⎛01⎣⎢⎡⎦⎥⎤12(x ＋1)－x d x ＋12×1×12＝(14x 2＋12x －23x 32)⎪⎪⎪10＋14＝13. 答案：13考点三例2 解析：由7－3t ＋251＋t ＝0，解得t ＝4或t ＝－83(不合题意，舍去)，故汽车经过4 s 后停止，在此期间汽车行驶的路程为⎠⎜⎛04⎝ ⎛⎭⎪⎫7－3t ＋251＋t d t ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤7t －32t 2＋25ln (1＋t )⎪⎪⎪⎪ 40＝4＋25ln 5(m )．答案：C变式练2．解析：由v ＝40－10t 2＝0，得t 2＝4，t ＝2.所以h ＝⎠⎜⎛02(40－10t 2)d t ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫40t －103t 3⎪⎪⎪⎪20 ＝80－803＝1603(m )． 答案：A。
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1 2 2 2 21 x ) d x 1 x d x 1 x d x 1 d x x x x 2 2 x3 2 2 |1 |1 ln x |1 2 3 3 7 5 ln 2 ln 2 . 2 3 6 (4) 0 π (cos x e x ) d x
2 1 2
3 2 1
(3 2 x)dx 2 (2 x 3) d x 3
2
3 2 1
1 (3x x 2 ) | ( x 2 3x) |2 . 3 2 2
3 2 1
(3)当x∈[0,
1 sin 2 x (sin x cos x)2 =|sin x-cos x| π -sin x+cos x （0≤x≤ ） 4 , = π ＜x≤ π ） sin x-cos x （ 2 4
积分；（3）分别用求导公式找到一个相应的原函
数；（4）利用牛顿——莱布尼兹公式求出各个定 积分的值；（5）计算原始定积分的值. 计算f(x)dx的关键是找到满足F′(x)=f(x)的函数 b a F（x）.其中F（x）可将基本初等函数的导数公式
逆向使用得到.
知能迁移1
求下列函数的定积分.
2 (1) 0(4x3+3x2-x)dx; 2 2x+ 1 ）dx; (2) 1 （e x π x (3) 2 sin2 dx. 0 2 2 解（1） 0(4x3+3x2-x) dx 2 2 = 0(4x3)dx+ 0 (3x2) dx- 2 xdx 0 2 2 2 = x 4 |0 x 3 |0 1 x 2 |0 2 1 2 4-0)+(23-0)=(2 (2 -0) 2
=16+8-2=22.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1 1 2x (2) (ln x) , e e 2 x , x 2 2 2x 1 2 2x 21 1 (e ) d x 1 e d x 1 d x x x 1 2x 2 2 e |1 ln x |1 2 1 1 e 4 e 2 ln 2 ln 1 2 2 1 1 e 4 e 2 ln 2. 2 2
3 π 2 cos x d x | π 2 π 2 x |0
cos x d x |
sin
sin
3 π 2 x |π 2
1 2 3.
5.有一质量非均匀分布的细棒，已知其线密度为（x）
=x3（取细棒的一端为原点，所在直线为x轴）,棒长
为1,则棒的质量M为 A.1 解析
M 1 0 1 41 1 x d x x |0 . 4 4
a
b
②在bf(x)dx 中， a与b 分别叫做积
a
分下限与积分上限，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 叫做被积式．
3. b f ( x) d x 的实质 a （1）当f(x)在区间［a,b］上大于0时， f ( x) d x表示 b a 由直线x=a,x=b(a≠b),y=0和曲线y=f(x)所围成 的曲边梯形的面积 ，这也是定积分的几何意义. （2）当f(x)在区间［a,b］上小于0时，b f ( x) d x表 a 示由直线x=a，x=b (a≠b),y=0和曲线y=f(x)所围成 的曲边梯形的面积的相反数 . (3)当f(x)在区间［a,b］上有正有负时， ( x) d x表 b f a 示介于x=a，x=b (a≠b)之间x轴之上、下相应的曲 边梯形的面积的代数和.
2 2 ∴|x2-1|dx= 1(1-x2)dx+ 1 (x2-1)dx 0 0 1 3 1 1 3 2 ( x x ) |0 ( x x) |1 3 3 1 1 3 1 (1 ) ( 2 2) ( 1) 2. 3 3 3 探究提高 当被积函数含有绝对值（或平方根）时，
2
π 2 0
π
题型二
求分段函数的定积分
【例2】计算下列定积分.
2 2 （1）|sin x|dx;(2) 0 |x2-1|dx. 0 π
思维启迪 对于第（1）小题，应对在区间［0，2π］
上的正、负进行分情况计算；而对于第（2）小题，
在0≤x≤2的条件下，对x2-1的正、负情况进行讨论. 解 ∴ （1）∵（-cos x）′=sin x， |sin x|dx= |sin x|dx+ |sin x|dx
=-cosπ -(-cos 0)=1+1=2.
2.设f(x)=
x2(x≥0)
A.1 1 x2dx C.x2dx+ 1 2xdx 01 0 解析
2x(x＜0)，则 1 1 f(x)dx的值是 （ D ）
B. 1 1 2xdx D. 012xdx+ 1 x2dx 0
π ] 时, 2
π 2 0
1 sin 2 x d x
π 2 0
| sin x cos x | d x
π 2 π 4
π 4 0
| sin x cos x | d x
| sin x cos x | d x x cos x) d x
由分段函数的定义及积分运算的性质知：
1 1 f ( x) d x 01 f ( x) d x 1 f ( x) d x 01 2 x d x 1 x 2 d x. 0 0
3.如图所示，函数y=-x2+2x+1与y=1相交形成一个闭合
图形（图中的阴影部分），则该闭合图形的面积是 （ B ） A.1 C. 3 解析 由 y=-x2+2x+1 y=1， 得x1=0,x2=2. B. 4 3 D.2
3
（ D ） C.1 3 D.1 4
B.1 2
题型分类
题型一
深度剖析
利用微积分基本定理求定积分
π 2 【例1】(1)(x2+2x+1) dx;(2) 0 (sin x-cos x) dx; 1 2 (3)（x-x2+ 1 ）dx;(4) 0 π (cos x+ex) dx. 1 x 思维启迪 先由定积分的性质将其分解成各个简单
函数的定积分,再利用微积分基本定理求解.
解
2 (1) 1(x2+2x+1) dx 2 2 2 =x2dx+ 1 2xdx+ 1 1·dx 1
x3 2 2 2 2 19 = |1 x |1 x |1 . 3 3
π π π (2) 0 (sin x cos x) d x 0 sin x d x 0 cos x d x π π ( cos x) |0 sin x |0 2.
作和式
b－a f(ξi)Δx＝ n f(ξi) i＝ 1 i＝ 1 ，
n
n
当n→∞时，上述和式无限接近 某个常数， 这个常数 叫做函数f(x)在区间[a，b]上的定
积分，记作 a n b－a lim f(ξi) n→∞ ＝ n ＝ ． i 1
b
f ( x)dx
，即 f ( x)dx
x4 1 2 2 4 2x |0 x |1 ( 14 x) |5 4 4 3 ln 2 1 16 2 32 16 14 5 ( 14 4) 4 3 3 ln 2 ln 2 16 109 . ln 2 12
3
(2) | 3 2 x | d x | 3 2 x | d x 2 | 3 2 x | d x 3
须按绝对值内的正、负号将定积分区间分段，然后
按区间的可加性逐段积分；同样，当被积函数为分 段函数时，也须按函数的定义的分段情形相应的逐 段积分.
x3 知能迁移2 （1）求函数f(x)=
(0≤x≤1)
(1＜x≤4),
x
2x-14 (4＜x≤5) 在区间［0，5］上的定积分；
2 (2)求 1 |3-2x|dx;
2 (3) 1 ( x 2
0 π cos x d x 0 π e x d x sin x |0 π e x |0 π 1 1 . π e
探究提高
计算一些简单的定积分，解题的步骤是：
（1）把被积函数变形为幂函数、正弦函数、余弦 函数、指数函数与常数的和或差；（2）把定积分 用定积分的性质变形为求被积函数为上述函数的定
§3.3 定积分 基础知识
要点梳理
自主学习
1.用化归法计算矩形面积和逼近的思想方法求出曲边
近似代替、 求和 、 梯形的面积的具体步骤为分割 、 取极限 .
2.定积分的定义 (1)定积分的定义和相关概念
①如果函数f(x)在区间[a，b]上连续，用分
点a＝x0<x1<…<xi－1<xi<…<xn＝b将区间[a，b] 等分成n个小区间，在每个小区间[xi－1，xi]上任 取一点ξi(i＝1,2， …，n)，
π (3)求 2 0
1 sin 2 x d x.
解
（1）由定积分性质知
4 5 f ( x) d x 1 f ( x) d x 1 f ( x) d x 5 f ( x) d x 0 0 4 4 1 x 3 d x 1 x d x 5 (2 x 14) d x 0 4
2 2 ∴S= 0（-x2+2x+1-1）dx= （-x2+2x）dx 0
x3 8 4 2 ( x 2 ) |0 4 . 3 3 3
4.曲线y=cos x（0≤x≤
是
A.2 解析
π 2 0
B.3 如图所示，
3π ) 与坐标轴所围成的面积 2 （ B ） C. 5 D.4 2
一般地，如果f（x）是区间［a，b］上的连续函数，