微积分全英课件chapter6.5
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微积分课件完整版
微积分课件完整版微积分课件完整版微积分课件完整版微积分（Calculus）是高等数学中研究函数的微分（Differentiation）、积分(Integration)以及有关概念和应用的数学分支。
它是数学的一个基础学科。
内容主要包括极限、微分学、积分学及其应用。
微分学包括求导数的运算，是一套关于变化率的理论。
它使得函数、速度、加速度和曲线的斜率等均可用一套通用的符号进行讨论。
积分学，包括求积分的运算，为定义和计算面积、体积等提供一套通用的方法。
词目释义从17世纪开始，随着社会的进步和生产力的发展，以及如航海、天文、矿山建设等许多课题要解决，数学也开始研究变化着的量，数学进入了“变量数学”时代。
整个17世纪有数十位科学家为微积分的创立做了开创性的研究，但使微积分成为数学的一个重要分支的还是牛顿。
（1）运动中速度与距离的互求问题求物体在任意时刻的速度和加速度；反过来，已知物体的加速度表为以时间为变量的函数公式，求速度和距离。
这类问题是研究运动时直接出现的，困难在于，所研究的速度和加速度是每时每刻都在变化的。
比如，计算物体在某时刻的瞬时速度，就不能像计算平均速度那样，用移动的距离去除运动的时间，因为在给定的瞬间，物体移动的距离和所用的时间是是无意义的。
但是，根据物理，每个运动的物体在它运动的每一时刻必有速度，这也是无疑的。
已知速度公式求移动距离的问题，也遇到同样的困难。
因为速度每时每刻都在变化，所以不能用运动的时间乘任意时刻的速度，来得到物体移动的距离。
（2）求曲线的切线问题这个问题本身是纯几何的，而且对于科学应用有巨大的重要性。
由于研究天文的需要，光学是十七世纪的一门较重要的科学研究，透镜的设计者要研究光线通过透镜的通道，必须知道光线入射透镜的角度以便应用反射定律，这里重要的是光线与曲线的法线间的夹角，而法线是垂直于切线的，所以总是就在于求出法线或切线；另一个涉及到曲线的切线的科学问题出现于运动的研究中，求运动物体在它的轨迹上任一点上的运动方向，即轨迹的切线方向。
微积分讲解ppt课件
多元函数的表示 方法
多元函数可用记号 f(x1,x2,…,xn)或z=f(x,y) 表示。
多元函数的定义 域
使多元函数有意义的自 变量组合(x1,x2,…,xn) 的集合。
多元函数的值域
多元函数所有值的集合 。
20
偏导数与全微分
偏导数的定义
设函数z=f(x,y)在点(x0,y0)的某一邻域内有定义，当y固定在y0而x在x0处有增量Δx时，相应地函数有增量 f(x0+Δx,y0)-f(x0,y0)。如果Δz与Δx之比当Δx→0时的极限存在，那么此极限值称为函数z=f(x,y)在点(x0,y0)处对 x的偏导数。
22
06
微积分在实际问题中的应用
2024/1/25
23
在物理学中的应用
运动学
描述物体的位置、速度和加速度 之间的关系，通过微积分可以精 确地计算物体的运动轨迹和速度 变化。
力学
研究物体受力作用下的运动规律 ，微积分可用于求解牛顿第二定 律中的加速度和力的关系。
电磁学
分析电场和磁场的分布和变化规 律，微积分可用于求解麦克斯韦 方程组等电磁学基本方程。
2024/1/25
9
微分法则与运算技巧
微分的基本法则
包括和差微分法则、乘积 微分法则、商微分法则等 。
微分运算技巧
换元法、分部积分法、有 理化分母等，用于简化复 杂的微分运算。
隐函数与参数方程
对于无法直接求解的隐函 数和参数方程，可通过微 分法求解其导数。
微分的应用
在几何、物理、经济等领 域中的应用，如求曲线的 切线、求速度加速度、求 边际效应等。
全微分的定义
如果函数z=f(x,y)在点(x,y)的全增量Δz=f(x+Δx,y+Δy)-f(x,y)可以表示为Δz=AΔx+BΔy+o(ρ)，其中A、B不依赖 于Δx, Δy而仅与x,y有关，ρ=(Δx^2+Δy^2)^0.5，则称函数z=f(x,y)在点(x,y)处可微，AΔx+BΔy称为函数 z=f(x,y)在点(x,y)处的全微分。
微积分英文课件PPT (6)
1) f is continuous on the closed interval [a,b]. 2) f is differentiable on the open interval (a,b). 3) f (a) = f (b) Then there is a number c in (a,b) such that
The maximum and minimum values of f are called the extreme values of f.
(d,f(d))
c d
(c,f(c))
Definition A function f has a Local maximum (or relative maximum ) at c if
Example : f (x) 3x4 16 x3 18 x2
1 x 4
Example: f (x) cosx
Example: f (x) x2
Example:
f (x) x3
•We have seen that some functions have extreme values, whereas others do not. The following theorem gives conditions under which a function is guaranteed to possess extreme values.
numbers c where f (c) 0 or f (c) does not exist.
Definition:
A critical number of a function f is a number c in the domain of f such that either f (c) 0 or f (c) does not exist.
The maximum and minimum values of f are called the extreme values of f.
(d,f(d))
c d
(c,f(c))
Definition A function f has a Local maximum (or relative maximum ) at c if
Example : f (x) 3x4 16 x3 18 x2
1 x 4
Example: f (x) cosx
Example: f (x) x2
Example:
f (x) x3
•We have seen that some functions have extreme values, whereas others do not. The following theorem gives conditions under which a function is guaranteed to possess extreme values.
numbers c where f (c) 0 or f (c) does not exist.
Definition:
A critical number of a function f is a number c in the domain of f such that either f (c) 0 or f (c) does not exist.
微积分英文版课件
初等函数在定义区间上有原函数
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定理 . 原函数都在函数族
证: 1)
( C 为任意常数 ) 内 .
即
又知
[(x) F(x)] (x) F(x) f (x) f (x) 0
故
(x) F(x) C0 (C0 为某个常数)
即 (x) F(x) C0 属于函数族 F(x) C .
( k 为常数)
(2)
x dx
1
1
x
1
C
( 1)
(3)
dx x
ln
x
C
x 0时 ( ln x ) [ ln(x) ] 1
x
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(4)
1
dx x
2
arctan
x
C
或 arccot x C
(5)
dx arcsin x C 1 x2
或 arccos x C
想到公式
1
d
u u
2
arctan u C
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例. 求 解:
dx a 1 (ax)2
d
(
x a
)
1
(
x a
)2
想到
d u arcsinu C 1u2
f [(x)](x)dx f ((x))d(x)
(直接配元)
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例4. 求 解:
例1. 求
解: 令 u ax b ,则 d u adx , 故
原式 = um 1 d u 1 1 um1 C a a m1
注: 当
时
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定理 . 原函数都在函数族
证: 1)
( C 为任意常数 ) 内 .
即
又知
[(x) F(x)] (x) F(x) f (x) f (x) 0
故
(x) F(x) C0 (C0 为某个常数)
即 (x) F(x) C0 属于函数族 F(x) C .
( k 为常数)
(2)
x dx
1
1
x
1
C
( 1)
(3)
dx x
ln
x
C
x 0时 ( ln x ) [ ln(x) ] 1
x
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(4)
1
dx x
2
arctan
x
C
或 arccot x C
(5)
dx arcsin x C 1 x2
或 arccos x C
想到公式
1
d
u u
2
arctan u C
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例. 求 解:
dx a 1 (ax)2
d
(
x a
)
1
(
x a
)2
想到
d u arcsinu C 1u2
f [(x)](x)dx f ((x))d(x)
(直接配元)
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例4. 求 解:
例1. 求
解: 令 u ax b ,则 d u adx , 故
原式 = um 1 d u 1 1 um1 C a a m1
注: 当
时
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《微积分》(上下册) 教学课件 06第6章 多元函数微积分 高等数学第六章第5-7节
所以 z f (1,1为) 极6大值；
17
例3 求二元函数 z x2 y(4 x y) 在直线 x y 6,
x轴和y轴所围成的闭区域 D上的最大值与最小值.
解 先求函数在D内的. 驻点.
y
解方程组
fx(x, y) 2xy(4 x y) x2 y 0, fy(x, y) x2(4 x y) x2 y 0,
在条件(x, y) 0下, 求函数 z f (x, y) 的极值.
如方法 1 所述 , 设 (x, y) 0 可确定隐函数 y (x),
则问题等价于一元函数 z f (x, (x)) 的极值问题, 故
极值点必满足
dz dx
fx
fy
dy dx
0.
因d y dx
x y
,
故有
fx
fy
x y
0，
解: 设 x , y , z 分别表示长、宽、高, 则问题为求x , y ,
z 使在条件 x yz V0 下水箱表面积 S 2(xz yz) x y
最小.
令 L 2(xz yz) xy (xyz V0),
z
解方程组
2z y yz 0， 2z x xz 0, 2(x y) x y 0，
令 A fxx (x0 , y0 ) , B fxy (x0 , y0 ) , C f yy (x0 , y0 ).
则 1) 当 AC B2 0 时, 具有极值
A<0 时取极大值; A>0 时取极小值.
2) 当 AC B2 0 时, 没有极值.
3) 当 AC B2 0 时, 不能确定 , 需另行讨论.
y x
x yz V0 0，
25
得唯一驻点
x
微积分ppt讲课文档
数学中的每一个定理，不论验证了多少实例，只有当 它在逻辑上被严格证明时，才能在数学中
第四页，共66页。
成立. 在数学中要证明一个定理，必须是从条件和 已有的数学公式出发，用严谨的逻辑推理方法导出 结论.
(3)广泛的应用性
高等数学具有广泛的应用性. 例如，掌握了导数 概念及其运算法则，就可以用它来刻画和计算曲线的 切线斜率、曲线的曲率等等几何量；就可以用它来刻 画和计算速度、加速度、密度等等物理量；就可以用 它来刻画和计算产品产量的增长率、成本的下降率等 等经济量；……
③ 对应法则f , 使对 xX,有唯一确定的
yf(x)与之对应. (2) 对 xX,元素 x 的像y是唯一的; 而对 yRf ,元素 y 的原像不一定是唯一的; 映射 f 的值域 R f 是Y 的一个子集, 即Rf Y, 不一定 Rf Y.
第二十七页，共66页。
2. 几类重要映射 设映射 f : X Y. 若Rf Y,即Y 中任一元素y 都是X中某
第八页，共66页。
同学们要注意抓好学习的六个环节
高等数学这门课是同学们进入大学后的一门最 重要的基础课. 由于在教学方法上、在对学生能力 的培养目标上与中学时有很大的不同，因此，同学 们在一开始可能会感到有些不适应. 为了尽快适应 新的学习环境，要注意抓好以下六个学习环节.
(1)预习 为了提高听课效果，每次上课前应对教师要讲的
一个法则f , 使得对 xX,通过f , 在Y中有唯一
确定的元素 y 与之对应, 则称f 为 从 X 到 Y 的映
射 (或算子), 记作
f : XY,
并称y为x(在映射f下)的 像, 并记作 f (x), 即
yf(x), x称为y的 原像.
第二十五页，共66页。
第四页，共66页。
成立. 在数学中要证明一个定理，必须是从条件和 已有的数学公式出发，用严谨的逻辑推理方法导出 结论.
(3)广泛的应用性
高等数学具有广泛的应用性. 例如，掌握了导数 概念及其运算法则，就可以用它来刻画和计算曲线的 切线斜率、曲线的曲率等等几何量；就可以用它来刻 画和计算速度、加速度、密度等等物理量；就可以用 它来刻画和计算产品产量的增长率、成本的下降率等 等经济量；……
③ 对应法则f , 使对 xX,有唯一确定的
yf(x)与之对应. (2) 对 xX,元素 x 的像y是唯一的; 而对 yRf ,元素 y 的原像不一定是唯一的; 映射 f 的值域 R f 是Y 的一个子集, 即Rf Y, 不一定 Rf Y.
第二十七页，共66页。
2. 几类重要映射 设映射 f : X Y. 若Rf Y,即Y 中任一元素y 都是X中某
第八页，共66页。
同学们要注意抓好学习的六个环节
高等数学这门课是同学们进入大学后的一门最 重要的基础课. 由于在教学方法上、在对学生能力 的培养目标上与中学时有很大的不同，因此，同学 们在一开始可能会感到有些不适应. 为了尽快适应 新的学习环境，要注意抓好以下六个学习环节.
(1)预习 为了提高听课效果，每次上课前应对教师要讲的
一个法则f , 使得对 xX,通过f , 在Y中有唯一
确定的元素 y 与之对应, 则称f 为 从 X 到 Y 的映
射 (或算子), 记作
f : XY,
并称y为x(在映射f下)的 像, 并记作 f (x), 即
yf(x), x称为y的 原像.
第二十五页，共66页。
微积分ch6--6.5-6.6
x )]
2 3 [ 2 2 ln 3 ] 3 ln 3 .
8 0
一、定积分的换元积分法
定理 设函数 f ( x ) 在[ a , b ] 上连续，令 x
( t ) ，若
（1）函数 x ( t ) 在[ , ] 上具有连续导数；
（2）当 t 从 变到 时， x ( t ) 从 ( ) a 单 调地变到 ( ) b ，
解
令 x 1 t , 则 x 0 t 1,
f ( x 1 ) dx
t
x 2 t 1
1
0
2
1
1
f ( t ) dt
1 1 e t d t 0 1 t dt
1
0
1
1
1 1
0
0
1 e e
t
1 e dt
t
d t ln( 1 t ) | 0
§6.5 ~§6.6
定积分的换元法和 分部积分法
不定积分
换元积分法
分部积分法
定积分
换元积分法
分部积分法
一、定积分的换元法
二、定积分的分部积分法
例 计算
解
8
1 1
3
dx x
dx ，再利用牛顿 x
x t ，
3
0
先求
令
3
1
dx
1
3
莱布尼兹公式
x t，
1
1
3
x
1 t dt
1
8(e 2e 2e 2 )
8(e 2 ) .
练习
计算下列积分：
(1 )
《微积分英文》课件 (2)
Methods for finding limits using algebra
Types of Limits
One-sided limits
Limits approached
from one direction
Limits at infinity
Behavior of functions at
infinity
● 02
第2章 Limits and Continuity
01 Definition of a limit
Explanation of what a limit is
02 Properties of limits
Key characteristics of limits
03 Calculating limits algebraically
Graphing functions by analyzing their derivatives and key points
Higher Order Derivatives
Second derivative
Rate of change of the rate of
change
nth derivative
● 03
第3章 Differentiation
Derivatives and Rates of
Change
A derivative is defined as the rate of change of a function at a given point. Notation for derivatives includes symbols such as f'(x) or dy/dx. Derivatives can be interpreted as rates of change in various realworld applications.
Types of Limits
One-sided limits
Limits approached
from one direction
Limits at infinity
Behavior of functions at
infinity
● 02
第2章 Limits and Continuity
01 Definition of a limit
Explanation of what a limit is
02 Properties of limits
Key characteristics of limits
03 Calculating limits algebraically
Graphing functions by analyzing their derivatives and key points
Higher Order Derivatives
Second derivative
Rate of change of the rate of
change
nth derivative
● 03
第3章 Differentiation
Derivatives and Rates of
Change
A derivative is defined as the rate of change of a function at a given point. Notation for derivatives includes symbols such as f'(x) or dy/dx. Derivatives can be interpreted as rates of change in various realworld applications.
《微积分英文版》课件
Properties: Continuity, differentiation, integrity, etc
Limits and continuity
Definition: A limit is the value that a function approaches as the input approaches a certain point Continuity means that the function doesn't have any breaks or jumps at any point
Course structure
03
The course is divided into several modules, each focusing on a specific topic in calculus Learners can complete the course at their own pace and in any order of the modules
Properties: One side limits, absolute continuity, uniform continuity, etc
Differentiation
Definition: The derivative of a function at a point is the slope of the tangent line to the graph of the function at that point It can be used to find the rate of change of a function
Integral definition: The integral of a function is a measure of the area under its curve It is calculated by finding the limit of the sum of areas of rectangles under the curve as the width of the rectangles approaches zero
Limits and continuity
Definition: A limit is the value that a function approaches as the input approaches a certain point Continuity means that the function doesn't have any breaks or jumps at any point
Course structure
03
The course is divided into several modules, each focusing on a specific topic in calculus Learners can complete the course at their own pace and in any order of the modules
Properties: One side limits, absolute continuity, uniform continuity, etc
Differentiation
Definition: The derivative of a function at a point is the slope of the tangent line to the graph of the function at that point It can be used to find the rate of change of a function
Integral definition: The integral of a function is a measure of the area under its curve It is calculated by finding the limit of the sum of areas of rectangles under the curve as the width of the rectangles approaches zero
微积分英文版课件
极限和连续性的关系：极限是连续 的必要条件，但不是充分条件
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
连续性：函数在某点或某区间上的 连续性
极限和连续性的应用：在微积分中， 极限和连续性是解决许多问题的基 础
导数：函数在 某一点的斜率， 表示函数在该
点的变化率
微分：函数在 某一点的增量， 表示函数在该
点的变化量
定义：含有两个未知函数 及其导数的方程
形式：ax^2+bx+c=0
解：通过求解特征方程得 到
应用：广泛应用于物理、 工程等领域
高阶微分方程：含有未知函数及其高阶导数的方程 线性微分方程组：含有未知函数及其导数的线性方程组 求解方法：包括积分法、幂级数法、拉普拉斯变换法等 应用领域：广泛应用于物理、化学、工程等领域
级数的形式
应用：在微积 分、数学分析、 物理等领域有
广泛应用
例子：泰勒级 数在求解微分 方程、积分方 程、傅里叶变 换等方面有重
要应用
感谢您的观看
汇报人：PPT
物理概念：力、速度、加速度、质量、能量等
几何概念：直线、平面、曲线、曲面、体积、面积等
物理和几何的结合：力与运动的关系、力与能量的关系、力与几何形状的关系等
微积分在物理和几何中的应用：微积分在力学、光学、电磁学等领域的应用，以及在几何学、 拓扑学等领域的应用。
微积分基本概念
极限：函数在某点或某区间上的极 限值
微积分在物理中 的应用：微积分 在物理中的应用 广泛，如力学、 电磁学、热力学 等
微积分在工程中 的应用：微积分 在工程中的应用 广泛，如建筑、 机械、电子等
微分方程
定义：含有一个未 知函数和一个未知 函数的导数的方程
微积分英文版课件
Applications of Derivatives
Local Extrema
Discover how derivatives help identify local maximums and minimums of functions.
Mean Value Theorem
Explore the mean value theorem and its applications in calculus.
Gradients and Directional Derivatives
2
derivatives and their applications in multivariable calculus.
Learn about gradients and
directional derivatives for
Derivatives
1
Definition of a Derivative
Uncover the definition and
Differentiability and Continuity
2
fundamental properties of derivatives.
Understand the relationship
Discover the conditions for a function to be continuous and its implications.
Explore the different types of discontinuities and their characteristics.
Conclusion
Review of Key Concepts
大学微积分课件幻灯片版
不定积分的性质
包括线性性质、积分区间可加性 、常数倍性质和积分与微分互逆 性质。
基本积分公式与法
则
包括幂函数、三角函数、指数函 数、对数函数等基本初等函数的 不定积分公式，以及分部积分法 、换元积分法等基本积分法则。
定积分的概念与性质
定积分的定义
定积分是求一个函数在闭区间上的积分值，表达形式为 ∫[a,b]f(x)dx，表示函数f(x)在区间[a,b]上的面积。
根据未知函数及其导数的次数划 分
一阶微分方程及其解法
可分离变量法
通过变量分离，将微分方程转化为可积分的 形式
齐次方程法
通过变量替换，将齐次方程转化为可分离变 量的形式
一阶线性微分方程法
利用积分因子，将一阶线性微分方程转化为 可积分的形式
二阶微分方程及其解法
二阶线性微分方程
具有常系数的二阶线性微分方程的通解结构
振动与波动方程
描述振动与波动现象的二阶线性微分方程
欧拉方程
通过变量替换，将欧拉方程转化为二阶线性微分方程进行求解
高阶微分方程的降阶法
通过变量替换或积分法，将高阶微分方程降阶为一阶或二阶微分方程进行求解
05
多元函数微积分学
多元函数的基本概念
01 02
多元函数的定义
设$D$为一个非空的$n$ 元有序数组的集合， $f$为某一 确定的对应规则。若对于每一个有序数组$( x1,x2,…,xn)∈D$，通过对应规则$f$，都有唯一确定的实 数$y$与之对应，则称对应规则$f$为定义在$D$上的$n$ 元函数。
三重积分的定义
设三元函数$f(x,y,z)$在可求体积的有界闭区域$Omega$上连续，将$Omega$任意分成$n$个小闭区域$Delta V_1,Delta V_2,…,Delta V_n$，记各小闭区域的直径中的最大值为$lambda $。若不论对$Omega $如何分割 及如何选取点$(xi_i,eta_i,zeta_i)$，只要当$lambda to 0 $时，和式$sum_{i=1}^{n} f(xi_i,eta_i,zeta_i)Delta V_i $的极限存在且唯一，则称此极限为函数 $f(x,y,z) $在区域 $Omega $上的三重积分。
《高等数学微积分》课件
实际应用
极值问题在经济学、物理学等领域有广泛应 用，如成本最小化、利润最大化等。
曲线的长度
曲线长度公式
利用微积分计算曲线的长度。
参数方程
通过参数方程将曲线表示为参数的函数，便于计算长度。
实际应用
在工程、地理等领域，需要计算各种曲线的长度，如河流长度、 道路长度等。
面积和体积
面积和体积公式
利用微积分计算平面图形的面积和空间图形的体积。
结合律
微积分运算还具有结合律，即函数的微积分运算顺序不影响结果。
交换律
此外，微积分运算还满足交换律，即函数的微积分运算满足交换律 。
微积分运算的法则
分部积分法
分部积分法是微积分运算中的一 种重要方法，它将两个函数的乘 积的导数转化为两个函数的导数 的乘积，从而简化了计算过程。
换元法
换元法是微积分运算中的另一种 重要方法，它通过引入新的变量 来简化计算过程。
如何提高微积分的计算能力？
总结词：掌握计算方法 总结词：细心谨慎 总结词：多做练习题
详细描述：提高微积分的计算能力需要熟练掌握各种计 算方法，如极限的计算、导数的计算和积分的计算等。 掌握这些方法可以更快更准确地完成计算。
详细描述：在微积分的计算过程中，需要细心谨慎，避 免因粗心大意而导致的错误。仔细检查每一步的计算过 程，确保准确性。
微分
微分的定义与性质
微分是函数在某一点附近的小变化量，它描述了函数在该点附近的变化趋势。微分具有一些重要的性质，如线性性、 可加性和可乘性。
微分的计算方法
包括微分的四则运算法则、复合函数的微分法则、隐函数的微分法则等。这些方法可以帮助我们快速准确地计算函数 的微分。
微分的应用
微分在许多领域都有广泛的应用，如近似计算、误差估计、优化问题等。例如，在近似计算中，微分可 以用来估计函数在某一点的近似值；在优化问题中，微分可以用来寻找函数的极值点。
微积分英文版6
2(t)2(t)dt
因此所求弧长
s
2(t)2(t)dt
P295
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Ex. 计算摆线 yxaa((1tcsiontst)) (a0)一拱 (0t2)
的弧长 .
y
Sol: ds (d dxt)2(d dyt)2dt
o
就得半径为a
的球体的体积
4 3
a3
.
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6.3 Volumes of Solids of
Revolutions: Shells
• When an area between two curves is revolved about an axis a solid is created.
• If the curve is smooth, we can find its length.
Length of a Plane Curve平面曲线的弧长
定义: 若在弧 AB 上任意作内接折线 , 当折线段的最大
边长 →0 时, 折线的长度趋向于一个确定的极限 , 则称
此极限为曲线弧 AB 的弧长 , 即
解：过原点及点 Ph, r 的 y
直线方程为：y r x h
取 x 为积分变量，
Ph,r
r
则其变化区间为：0, h
O
所以其体积元素
xxdx h
x
dV
r h
2
x
dx
所以Vx
h 0
r h
x
2
dx
r 2
h2
x3 h 3 0
y