1.4.13定积分几何意义

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数学定积分知识总结

定积分1. 概念: 定积分源自于求曲边梯形的面积, 它的计算形式为:01()lim ()nbk k a k f x dx f x λξ→==∆∑⎰, 结果是一个数值, 其值的大小取决于两个因素（被积函数与积分限）．2. 几何意义: 是曲线[](),y f x a b =介于之间与x 轴所围的面积的代数和;3. 经济意义: 若()f x 是某经济量关于x 的变化率（边际问题）, 则()ba f x dx ⎰是x 在区间[],ab 中的该经济总量．4. 性质: 本章共列了定积分的八条性质, 其中以下几条在计算定积分中经常用到.（1）()()baabf x dx f x dx =-⎰⎰;（2）[]()()()()b bbaaaf xg x dx f x dx g x dx ±=±⎰⎰⎰;（3）()()bbaakf x dx k f x dx =⎰⎰; （4）()()()bcbaac f x dx f x dx f x dx =+⎰⎰⎰;（5）00()2()aaaf x f x dx f x dx f x -⎧⎪=⎨⎪⎩⎰⎰为奇函数时（）（）为偶函数时.1．公式: 若()f x 在[],a b 上连续, ()F x 是()f x 的一个原函数, 则()()()baf x dx F b F a =-⎰.2．换元法: 若()f x 在[],a b 连续, ()x t ϕ=在[],c d 上有连续的导数'()t ϕ, 且()t ϕ单调, 则有()()(())'()bdx t acf x dxf t t dt ϕϕϕ=⋅⎰⎰．3. 分部积分法: 若()u x 与()v x 在[],a b 上有连续的导数, 则有()()()()()()bbaabu x dv x u x v x v x du x a =⋅-⎰⎰.1.=⎰__42a π_____； 2. 定积分112121x e dx x⎰ = ___e e -_____；3. 若广义积分2011k dx x +∞=+⎰ ，其中k 为常数，则k = __π2_____；4. 定积分1321sin x xdx -=⎰__0____ ； 5.1211xdx x -=+⎰___0___； 6. 30(sin )xt t dt '=⎰__3sin x x _____ ；7. 广义积分211dx x +∞=⎰__1_____ ； 8. ()bad f x dx dx =⎰ __0______； 9. 设 )(x f 在 [,]a b 上连续，则()()bbaaf x dx f t dt -=⎰⎰ __0_____ ；10. 若函数 )(x f 在 [,]a b 上连续，)(x h 可导，则()()h x ad f t dt dx=⎰_)()]([x h x h f '⋅_____ ；11. 当 =x _0___ 时，⎰-=xt dt te x F 02)( 有极值；12. 设 0()xt f x te dt =⎰ ，则 (0)f ''= __1_______ ；13. 若2kxedx +∞-=⎰ ，则 k = ___21_______ ；14.21(ln )edx x x +∞=⎰_1_______ ； 15. 2131x x e dx -=⎰__0_________ ；二1.arctan xxdx =⎰ ( B )(A)1112-+x(B) 21arctan ln(1)2x x x -+ (C) 1112++x (D) 211x + 2. 下列积分可直接使用牛顿─莱不尼兹公式的有 ( A )(A)53201x dx x +⎰(B)1-⎰ (C)4322(5)xdx x -⎰ (D)11ln eedx x x ⎰ 3. 设 )(x f 为连续函数，则()xaf t dt ⎰为 ( C )(A) ()f t 的一个原函数 (B) ()f t 的所有原函数 (C) )(x f 的一个原函数 (D) )(x f 的所有原函数4.11()()22xf t dt f x =-⎰，且 (0)1f =，则 ()f x = ( A ) (A) 2x e (B)12x e (C) 2x e (D) 212x e 5.1211dx x -=⎰ ( D ) (A) -2 (B) 2 (C) 0 (D) 发散三、1．求下列各函数的导数:（1）211()1xF x dt t =+⎰解：.1111)(212x dt t dx d x F x +=+='⎰ （2）02()cos xF x t tdt =⋅⎰ 求'()F π解：.cos )('.cos cos )cos (cos )(222020202ππππ-===-=-=='⎰⎰⎰F x x tdt t dx d tdt t dx d tdt t dx d x F x x x （3）22()1tx xte F x dt t =+⎰解：⎰⎰⎰⎰⎰+-+=+++=+=x tx t x t x t x x t dt tte dx d dt t te dx d dt t te dt t te dx d dt t te dx d x F 020********)11(1)('222 2223222221)(121)()(122x xe x e x x xe x dx d x e x xx x x +-+=+-⋅+= 2．求下列各极限: （1）203sin limxx tdt x →⎰解：).(3lim 3sin lim )()sin (limsin lim312202203020320上代换倒数第二步用等价无穷===''=→→→→⎰⎰xx x x x tdt xtdt x x xx xx （2）02(2)limxt t x e e dtx-→+-⎰解：.02lim )2()2(lim 22lim )())2((lim)2(lim0002002=-=''-+=-+=''-+=-+-→-→-→-→-→⎰⎰xx x x x x x x x xt t x xt t x e e x e e x e e x dt e e xdte e 3．求下列各定积分:（1）1(1)x dx -⎰10221|)(x x -= （2）120(3)x x dx +⎰103313ln 1|)3(x x+=（3）20cos 2xdx π⎰2021|2sin πx = （4）1310x e dx -⎰=10331103|)(x x e e dx e e =⎰ （5）212x dx -⎰⎰⎰+-=-200122xdx xdx （6）0cos x dx π⎰⎰⎰-=πππ22cos cos 0xdx xdx（7）2adx ⎰a ax x a ax dx x x a a 0221340|)()2(2321+-=+-=⎰（8）21201x dx x +⎰⎰+-=102)111(dx x （9）4⎰ 解：令t =x 2,则d t =2x d x ,当t =0时,x =0;当t =4时,x =2.于是.|))1ln((2)111(2121120202040x x dx x dx x x dt t +-=+-=+=+⎰⎰⎰（10）20ax ⎰解：令x =a sin t ,则d x =a cos t d t ,当x =0时,t =0;当x =a 时,t =2π.于是.|)4sin ()4cos 1(24cos 1)2(sin )2sin ()cos (sin cos sin cos sin sin 16041880402402214242242222202224242424242222πππππππππa a a a a at t dt t dt tdt t dt t a dtt t a tdt t a tdta t a a t a dx x a x =-=-=-=====⋅-⋅=-⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰（11）101dx x+⎰解：令x =t 2,则d x =2t d t ,当x =0时,t =0;当x =1时,t =1.于是).1(2|)arctan (2)111(212211410102102210210π-=-=+-=+=⋅+=+⎰⎰⎰⎰t t dt tdtt t tdt t tdx x x（12）21dx x⎰解：令x =sec t ,则d x =tan t sect t d t ,当x =1时,t =0;当x =2时,t =3π.于是.|)(tan )1(sec tan sec tan sec 1sec 133330121212212ππππt t dt t tdt tdtt tt dx xx -=-==⋅-=-⎰⎰⎰⎰（13）2210x e dx -⎰20122121221|)12(--=-=⎰x x e x d e （14）0cos3xdx π⎰ππ031031|3sin )3(3cos x x xd ==⎰（15）20cos 2xdx π⎰ππ0210)sin (2cos 1x x dx x +=+=⎰ （16）212ln e xdx x+⎰=⎰⎰+=2200ln 2e e dx x x dx x22220221000|)(ln |ln 2)(ln ln 12e e e e x x x xd dx x +=+=⎰⎰. （17）210x xe dx ⎰101221|22x x e dx e ==⎰（18）120x ⎰⎰-=133311dx x.|)1()1()1(110394103331133312321x x d x dx x --=---=-=⎰⎰（19）1201x xe dx e +⎰ .|)arctan()(1110102x x x e de e =+=⎰ （20）12⎰⎰-=2121)(arcsin )(arcsin 2x d x2121|)(arcsin 331-=x四、解答题1．求0()(4)xF x t t dt =-⎰在区间[]1,5-上的最大值与最小值;解:)4()(-='x x x F ,令0)(='x F ,得x =0,x =4.由此可得在),4[]0,(+∞-∞ 上F(x)单调增加,在[0,4]单调减少. 由此可知,在[-1,5]中,F(x)在x =0处取极大值,极大值为F(0)=0;在x =4处取极小值,极小值为F(4)=.|)2()4()4(332402331424-=-=-=-⎰⎰t t dt t t dt t t又F(-1)=.|)2()4()4(371023311240-=-=-=---⎰⎰t t dt t t dt t tF(5)=.|)2()4()4(325502331525-=-=-=-⎰⎰t t dt t t dt t t故在[-1,5]上的最大值为F(0)=0,最小值为F(4)=.332- 2．设20()(1)xf t dt x x =+⎰, 求(0),'(0)f f ;解:两边求导得26)(,23)1(2))1(()(222+='+=++='+=x x f x x x x x x x x f ,故.2)0(,0)0(='=f f。

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。

定积分几何意义公式

定积分几何意义公式定积分是微积分中的一个重要概念，在数学和物理学等科学领域有着广泛的应用。

它不仅可以用于求解函数在一段区间内的面积、体积等几何问题，还可以用于描述变化率、累积效应等动态的物理过程。

在本文中，我们将介绍定积分的几何意义和相关公式，并举例说明其应用。

首先，我们来理解定积分的几何意义。

定积分可以用于计算曲线下的面积，这是因为定积分可以看作是对一个函数在给定区间内的“加和”。

具体而言，如果我们有一个连续函数f(x)在区间[a, b]上的图像，那么用定积分来求解f(x)在该区间内的面积就是将该区间分成无数个无穷小的矩形，并将这些矩形的面积相加得到。

对于一个函数f(x)在区间[a, b]上的连续图像，我们可以将区间[a, b]等分成n个小区间，每个小区间的长度为Δx = (b-a)/n。

然后，我们在每个小区间上找到一个样本点ξi，并计算函数f(ξi)在该小区间内矩形的面积（即f(ξi) * Δx）。

最后，我们将所有小区间的面积相加得到近似面积Sn = f(ξ1) * Δx + f(ξ2) * Δx + ... +f(ξn) * Δx。

当我们将n趋向于无穷大时，也就是将每个小区间的长度无限缩小，那么每个小区间的面积也会无限接近于曲线下的面积。

此时，我们可以得到定积分的几何意义公式如下：∫[a,b] f(x) dx = lim(n→∞) Sn = lim(n→∞) [f(ξ1) *Δx + f(ξ2) * Δx + ... + f(ξn) * Δx]其中，∫[a,b]表示从a到b的定积分，f(x)表示被积函数，dx表示无穷小的区间长度。

除了用于计算曲线下的面积，定积分还可以用于求解其他几何问题。

例如，我们可以通过定积分来计算某个形状的物体的体积。

如果我们有一个截面积为A(x)、从a到b的连续函数在坐标轴上的图像，那么这个形状的体积可以通过定积分来计算：V = ∫[a,b] A(x) dx这个公式的几何解释是，我们可以将这个形状分成无数个无穷小的薄片，每个薄片的厚度为dx，然后将每个薄片的体积（即A(x) * dx）相加得到整个形状的体积。

定积分的几何意义公式

定积分的几何意义公式定积分是微积分中的重要概念之一，它在几何学中有着重要的应用。

定积分的几何意义公式可以帮助我们理解定积分的几何意义以及它在图形面积、曲线长度等方面的应用。

定积分的几何意义公式如下：若函数f(x)在区间[a, b]上连续且非负，那么f(x)在区间[a, b]上的定积分∫[a, b]f(x)dx表示曲线y=f(x)与x轴所围成的平面图形的面积。

这个公式告诉我们，通过计算函数f(x)在区间[a, b]上的定积分，我们可以得到曲线y=f(x)与x轴所围成的图形的面积。

这个定积分的几何意义公式是我们理解定积分的几何意义的基础。

举个例子来说明这个公式的应用。

假设有一个函数f(x)=x^2在区间[0, 2]上，我们可以通过计算定积分∫[0, 2]x^2dx来求得曲线y=x^2与x轴所围成的图形的面积。

根据定积分的计算方法，我们可以将区间[0, 2]划分成许多小的区间，然后计算每个小区间上的面积并求和。

这样，我们就可以得到整个区间[0, 2]上的曲线与x轴所围成的图形的面积。

通过这个例子，我们可以看到定积分的几何意义公式在计算图形的面积方面的应用。

同时，这个公式也可以推广到计算曲线长度、体积等方面。

除了图形的面积，定积分的几何意义公式还可以帮助我们计算曲线的长度。

如果我们有一个函数f(x)在区间[a, b]上，那么它的曲线长度可以通过计算定积分∫[a, b]√(1+(f'(x))^2)dx来得到。

这个公式告诉我们，通过计算函数f(x)在区间[a, b]上的定积分，我们可以得到曲线的长度。

这个定积分的几何意义公式在计算曲线的长度方面有着重要的应用。

通过定积分的几何意义公式，我们可以看到定积分在几何学中的重要作用。

它不仅可以帮助我们计算图形的面积、曲线的长度，还可以应用于计算体积、质心等方面。

总结起来，定积分的几何意义公式是微积分中的重要概念，它可以帮助我们理解定积分的几何意义以及它在图形面积、曲线长度等方面的应用。

定积分的几何应用课件

电场中的电势
总结词
定积分可计算电场中的电势
详细描述
在静电场中，电势差与电场强度成正比。通过定积分可以计算出某一点处的电势，即对电场强度进行积分。
公式表示
电势 = ∫E·dl
05
定积分的近似计算
方法
矩形法
总结词
矩形法是一种简单直观的定积分近似计算方法，通过将积分区间划分为若干个小的矩形，然后求和来逼近定积分。
详细描述
辛普森法则是梯形法的一种改进，它考虑了函数在积分区间的整体变化趋势，将积分区间分成若干个小的子区间，然后在每个子区间上应用梯形法来逼近定积分。辛普森法则的精度比矩形法和梯形法更高，但计算量也相对较大。
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3
曲边三角形面积的近似计算
在无法直接计算定积分的情况下，可以使用近似方法计算曲边三角形的面积，如矩形法、梯形法等。
任意图形的面积
任意图形面积的计算
01
通过定积分计算任意图形的面积，首先需要找到图形的边界曲
线表达式，然后确定上下限，最后计算定积分。
任意图形面积的几何意义
02
任意图形面积表示的是边界曲线围成的平面区域面积。
详细描述
矩形法的基本思想是将积分区间分成若干个小的矩形，每个矩形的宽度为小区间的宽度，高度为函数在相应小区间的平均值。然后，将这些矩形的面积加起来，得到的就是定积分的近似值。
梯形法
总结词
梯形法是一种基于几何直观的定积分近似计算方法，通过将积分区间划分为若干个小的梯形，然后求和来逼近定积分。
围绕旋转轴旋转的平面图形被称为旋转面。
旋转体的体积公式
圆柱的体积公式
V = πr²h，其中r是底面半径，h是高。

定积分的意义及其在几何中的应用

定积分的意义及其在几何中的应用定积分是微积分中的一种重要概念，它是反映了函数在一些区间上面积的大小。

定积分的含义非常丰富，不仅可以用于求函数的面积、周长、体积等几何问题，还广泛应用于物理学、经济学、生物学等领域的计算与分析中。

首先，定积分的最基本的含义是求函数在一些区间上的面积。

对于非负连续函数f(x)，可以将其图像以下方的函数图形为界，通过分割区间，构造出一系列较窄的矩形，然后求出这些矩形的面积之和，即可近似地得到曲线下面积的值。

随着分割区间的无穷细小，这个近似的面积将趋近一个确切的值，即定积分。

如果函数是负值或者非连续的情况，面积的计算则需要对函数图像进行分段处理，并分别计算每个部分的面积。

所以，定积分在几何中的应用可以明确地用于求曲线与坐标轴之间的面积。

其次，定积分也可以用于求曲线的弧长。

由于曲线的形状较为复杂，无法直接计算其弧长，但通过将曲线分成许多较小的线段，并每个线段用直线段来代替，再对这些直线段进行求和的方式，可以用定积分来近似计算曲线的长度。

当分割的线段无限细小时，这个近似的弧长将趋近于曲线的实际弧长。

这种方法虽然只能得到近似值，但对于一些无法获得解析解的复杂曲线来说，这种近似是非常有用的。

此外，在三维几何中，定积分可以应用于计算旋转体的体积。

对于一个曲线沿着坐标轴旋转形成的立体，可以将其分成许多非常薄的盘状元素，并计算每个盘状元素的体积，然后通过定积分将这些体积相加，即可得到整个旋转体的体积。

这个方法适用于各种形状的旋转体，能够有效地求解这些体积。

除了在几何中的应用，定积分在物理学、经济学、生物学等领域也有广泛的应用。

在物理学中，定积分可以用于计算各种形状物体的质心、重心等。

在经济学中，定积分常用于求解定量经济模型中的微积分方程，如求解需求曲线、利润函数等。

在生物学中，定积分可以用于计算生物体的体积、质量、功率等。

总之，定积分是微积分中一个重要的概念，不仅在几何中用于求解曲线的面积、弧长、旋转体的体积等问题，还在许多学科中都有广泛的应用。

定积分的几何意义公式

定积分的几何意义公式定积分是微积分中的重要概念之一，它在几何学中有着重要的应用。

定积分的几何意义可以通过以下公式来描述：定积分的几何意义公式：∫[a,b] f(x)dx = S其中，∫表示积分符号，[a,b]表示积分区间，f(x)表示被积函数，dx表示自变量，S表示曲线与x轴之间的面积。

这个公式表达了定积分的几何意义，即一个函数在一个区间上的定积分等于这个函数与x轴之间的曲线面积。

为了更好地理解这个公式，我们可以通过一些具体的例子来说明。

例子1：考虑函数f(x) = x²在区间[0,1]上的定积分。

根据定积分的几何意义公式，我们可以计算出这个定积分的值为∫[0,1] x²dx = 1/3。

这意味着函数f(x) = x²与x轴之间的曲线面积为1/3。

例子2：再考虑函数f(x) = sin(x)在区间[0,π/2]上的定积分。

根据定积分的几何意义公式，我们可以计算出这个定积分的值为∫[0,π/2] sin(x)dx = 1。

这意味着函数f(x) = sin(x)与x轴之间的曲线面积为1。

从以上的例子可以看出，定积分的几何意义公式可以帮助我们计算函数与x轴之间的曲线面积。

对于非负函数来说，定积分的值就是曲线与x轴之间的面积；对于有正负号的函数来说，定积分的值可以表示曲线与x轴之间的面积的代数和。

除了计算曲线面积外，定积分的几何意义还可以用来计算弧长、体积等几何量。

例如，我们可以通过定积分来计算曲线的弧长，或者通过定积分来计算旋转体的体积。

总结起来，定积分的几何意义公式是一个重要的工具，它可以帮助我们计算函数与x轴之间的曲线面积，以及其他几何量。

通过理解和应用这个公式，我们可以更好地理解定积分的几何意义，并将其应用于解决实际问题中。

定积分的定义及几何意义

定积分教学重点:定积分的概念、定积分法求简单的定积分、定积分的几何意义．教学难点：定积分的概念、定积分的几何意义．教学重点：掌握过程步骤：分割、以不变代变、求和、逼近（取极限）．教学难点：过程的理解．1.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 -=<<<<<<<=将区间 [,]a b 等分成n 个小区间,每个小区间长度为x ∆（b a x n-∆=），在每个小区间[]1,i i x x -上取一点()1,2,,i i n ξ=，作和式：11()()n n n i i i i b a S f x f nξξ==-=∆=∑∑ 如果x ∆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：()ba S f x dx =⎰其中()f x 成为被积函数，x 叫做积分变量，[,]a b 为积分区间，b 积分上限,a 积分下限. 说明：(1）定积分()b a f x dx ⎰是一个常数，即n S 无限趋近的常数S （n →+∞时）称为()b af x dx ⎰，而不是n S ．（2）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 ξ-∈; ③求和：1()ni i b a f n ξ=-∑； ④取极限:()1()lim n b i a n i b a f x dx f n ξ→∞=-=∑⎰ （3）积分的几何意义:曲边图形面积:()ba S f x dx =⎰；积分的物理意义：变速运动路程21()t t S v t dt =⎰; 变力做功 ()ba W F r dr =⎰ 2．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1a b dx b a -=⎰1 性质2⎰⎰=b a b a dx x f k dx x kf )()( (其中k 是不为0的常数）性质31212[()()]()()b b b a a a f x f x dx f x dx f x dx ±=±⎰⎰⎰ 性质4 ()()()()bc b a a c f x dx f x dx f x dx a c b =+<<⎰⎰⎰其中例题：求曲线2x y =与0,1==y x 所围成的区域的面积解：(1）分割：将区间[]0,1等分成n 个小区间：11i i t n n n-∆=-= (2）近似代替：2)1(1n i n s i -=∆ （3)求和： 1ni i S S ==∆∑ 从而得到S 的近似值 )12)(11(61n n s --= （4）取极限：1111115lim lim lim 112323n n n n n i i S S v n n n n →∞→∞→∞=-⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫===---+= ⎪ ⎪⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦∑ 例1．利用定积分的定义计算dx x )1(210+⎰的值。

定积分的几何、物理意义

定积分的几何、物理意义定积分是微积分中的重要概念，它在几何和物理学中具有重要的意义。

在本文中，我们将探讨定积分的几何和物理意义，并解释这些概念在不同领域中的应用。

定积分的几何意义在几何学中，定积分可以理解为曲线下面的面积。

假设我们有一个函数 f(x)，它表示一个曲线在 x 轴上方的部分。

我们可以通过定积分来计算这个曲线下面的面积。

定积分的几何意义可以通过以下公式表示：定积分的几何意义公式定积分的几何意义公式其中，a 和 b 是积分的上下限。

这个公式告诉我们，定积分是将函数 f(x) 的值乘以一个微元 dx，并将它们加起来，最后得到的结果是曲线下面的面积。

定积分的几何意义在计算不规则形状的面积时非常有用。

通过将不规则形状分割成无限小的矩形，我们可以用定积分精确地计算出这个形状的面积。

这种方法被广泛应用于计算几何中的曲线、曲面和体积。

定积分的物理意义在物理学中，定积分具有许多重要的应用。

下面我们将介绍一些常见的物理意义。

1. 速度和位移假设一个物体在不同的时间点的速度被函数 v(t) 描述。

为了计算物体在给定时间间隔内的位移，我们可以使用定积分。

定积分的物理意义是将速度函数 v(t) 乘以微元 dt，并将它们加起来，得到位移的值。

公式如下：速度和位移的定积分公式速度和位移的定积分公式其中，v(t) 是速度函数，t1 和 t2 是时间的上下限。

这个公式告诉我们，位移等于速度乘以时间的累积。

2. 功和能量在物理学中，功是力在物体上所做的功。

假设一个物体在不同的位置点的力被函数 F(x) 描述。

为了计算力在给定位置间隔上所做的功，我们可以使用定积分。

定积分的物理意义是将力函数 F(x) 乘以微元 dx，并将它们加起来，得到功的值。

公式如下：功和能量的定积分公式功和能量的定积分公式其中，F(x) 是力函数，x1 和 x2 是位置的上下限。

这个公式告诉我们，功等于力乘以位移的累积。

功和能量之间有一个重要的关系。

定积分和二重积分的几何意义

定积分和二重积分的几何意义一、定积分的几何意义1. 当函数y = f(x)≥0，x∈[a,b]时- 定积分∫_{a}^bf(x)dx表示由曲线y = f(x)，直线x = a，x = b以及x轴所围成的曲边梯形的面积。

例如，对于函数y=x + 1，x∈[0,2]，∫_{0}^2(x + 1)dx表示由直线y=x + 1，x = 0，x = 2和x轴围成的梯形的面积。

2. 当函数y = f(x)≤0，x∈[a,b]时- 定积分∫_{a}^bf(x)dx表示由曲线y = f(x)，直线x = a，x = b以及x轴所围成的曲边梯形面积的相反数。

例如，对于函数y=-x，x∈[0,1]，∫_{0}^1(-x)dx的值为-(1)/(2)，其绝对值(1)/(2)就是由y =-x，x = 0，x = 1和x轴围成的三角形的面积。

3. 当函数y = f(x)在[a,b]上有正有负时- 定积分∫_{a}^bf(x)dx表示由曲线y = f(x)，直线x = a，x = b以及x轴所围成的图形在x轴上方部分的面积减去在x轴下方部分的面积。

例如，对于函数y=sin x，x∈[0,2π]，∫_{0}^2πsin xdx=0，这是因为sin x在[0,2π]上，x轴上方和下方的图形面积相等。

二、二重积分的几何意义1. 当z = f(x,y)≥0，(x,y)∈ D时（D为积分区域）- 二重积分∬_{D}f(x,y)dσ表示以曲面z = f(x,y)为顶，以xOy平面上的区域D 为底的曲顶柱体的体积。

例如，对于z = x^2+y^2，D为x^2+y^2≤1的圆形区域，∬_{D}(x^2+y^2)dσ表示以抛物面z = x^2+y^2为顶，以单位圆x^2+y^2≤1在xOy平面上的区域为底的曲顶柱体的体积。

2. 当z = f(x,y)≤0，(x,y)∈ D时- 二重积分∬_{D}f(x,y)dσ表示以曲面z = f(x,y)为顶（此时z值为负），以xOy 平面上的区域D为底的曲顶柱体体积的相反数。

定积分在几何中的简单应用

定积分可用于计算旋转体的体积，例如圆柱体、圆锥体等。
曲顶体的体积
对于由连续曲面围成的曲顶体，其体积可以通过定积分计算。
薄片状的体积
对于薄片状的物体，如圆环体，也可以通过定积分计算其体积。
平面曲线的弧长
简单曲线的弧长
对于简单的曲线，如直线、圆弧等，其长度可以通过定积分计算。
参数曲线的弧长
定积分在几何中的简单应用
• 定积分的概念与性质 • 定积分在几何中的应用 • 定积分在几何中的实例分析 • 定积分在几何中的扩展应用 • 定积分在几何中的总结与展望
目录
01
定积分的概念与性质
定积分的定义
积分上限函数
定积分被定义为积分上限函数的极限值，即 ∫baf(x)dx=limn→∞∑bai(x)Δxi⋅Δxi。
总结词
定积分可以用来计算摆线的弧长，通过计算摆线在各个角度下的长度，并沿角度范围累加，得到摆线的总弧长。
VS
详细描述
首先，我们需要找到摆线的参数方程和角度范围。然后，使用定积分计算摆线在各个角度下的长度。最后，将各个角度下的长度沿角度范围累加，得到摆线的总弧长。
04
定积分在几何中的扩展应用
05
定积分在几何中的总结与展
望
定积分在几何中的重要性1 2 3计算 Nhomakorabea积和体积
定积分可以用来计算平面图形和立体图形的面积和体积，这是定积分在几何中最基本的应用。
解决实际问题
定积分可以用来解决许多实际问题，例如计算物体的质量、重心、转动惯量等，有助于解决实际问题。
描述几何量
定积分可以用来描述几何量，例如弧长、曲线下的面积等，有助于更准确地描述几何量。
微元法

2017高考数学必考点【定积分的概念及几何意义】整理.doc

2017高考数学必考点【定积分的概念及几何意义】整理高考数学想要取得好成绩必须要掌握好数学考点，很多考生在记忆数学考点的时候不够准确，因此在考试答题的时候就会模棱两可，为此下面为大家带来2017高考数学必考点【定积分的概念及几何意义】整理，希望大家能够认真掌握这些考点。

高考数学知识点：定积分的概念及几何意义定积分的定义：设函数f(x)在[a，b]上有界(通常指有最大值和最小值)，在a与b之间任意插入n-1个分点，，将区间[a，b]分成n个小区间(i=1，2，，n)，记每个小区间的长度为(i=1，2，，n)，在上任取一点i，作函数值f(i)与小区间长度的乘积f(i)(i=1，2,高考学习方法，，n)，并求和，记=max{△xi;i=1，2，，n }，如果当0时，和s总是趋向于一个定值，则该定值便称为函数f(x)在[a，b]上的定积分，记为，即，其中，称为函数f(x)在区间[a，b]的积分和。

定积分的几何意义：定积分在几何上，当f(x)0时，表示由曲线y=f(x)、直线x=a、直线x=b与x轴所围成的曲边梯形的面积;当f(x)0时，表示由曲线y=f(x)、直线x=a、直线x=b与x轴所围成的曲边梯形的面积的负值;一般情况下，表示介于曲线y=f(x)、两条直线x=a、x=b与x轴之间的个部分面积的代数和。

定积分的性质：(1)(k为常数);(2);(3)(其中a定积分特别提醒：①定积分不是一个表达式，而是一个常数，它只与被积函数及积分区间有关，而与积分变量的记法无关，例如：②定义中区间的分法和的取法是任意的2017高考数学必考点【定积分的概念及几何意义】整理为大家带来过了，数学考点是我们解题的重要依据，希望大家在记忆数学考点的时候多下功夫。

定积分的几何意义

单调地变到 b.则
b
a
f
xdx
f
[
(
t
)]
t
dt
几点说明：
“换元必换限”,(原)上(下)限对(新)上(下)限.
从右到左应用上公式,相当于不定积分的第一换元法(凑微分法).一般不设出新的积分变量, 这时,原积分的上、下限不变.只要求出被积函数的一个原函数,就可直接应用牛顿-莱布尼兹公式求出定积分的值.
第一节定积分的概念
7.1.1 曲边梯形的面积
所谓曲边梯形是由三条直线段和一条曲线所谓成的平面图形（如下图所示）。
如何求曲边梯形的面积？
求解思路：分割
取近似求和取极限
把大的曲边梯形沿着y轴方向切割成许多窄窄的小曲边梯形，把每一个小曲边梯形近似看作一个矩形，用矩形的面积近似代替小曲边梯形的面积。把这些近似值加起来，就是大曲边梯形面积的近似值。显然，分得越细，近似程度越高。
牛顿从物理学出发，运用集合方法研究
微积分，其应用上更多地结合了运动学，造诣高于莱布尼兹。莱布尼兹则从几何问题出发，运用分析学方法引进微积分概念、得出运算法则，其数学的严密性与系统性是牛顿所不及的。莱布尼兹认识到好的数学符号能节省思维劳动，运用符号的技巧是数学成功的关键之一。因此，他发明了一套适用的符号系统，如，引入dx 表示x的微分，∫表示积分等等。这些符号进一步促进了微积分学的发展。1713年，莱布尼兹发表了《微积分的历史和起源》一文，总结了自己创立微积分学的思路，说明了自己成就的独立性。
0
b
a
f
(
x
)dx
ba
f
(
x
)dx
初等函数在定义区间内部都是可积的

定积分的几何意义

解由定积分的几何意义，有
S
1 0
x2dx

lim
||T ||0
n i 1
i2xi
y
y x2
因为定积分存在，对区间
[ 0, 1 ] 取特殊的分割
x
O
1
将区间 [0, 1] 等分成 n 等份, 分点为
0 1 2 n 1 1
nn
n
每个小区间的长度
xi

1 n
n
f (i )xi (xi xi xi1)
i 1
y f (x)
n
b
S lim ||||0 i1
f (i )xi
a
f (x)dx
a
b
x
n
5、取极限 S lim ||T ||0
f (i )xi (|| T || max{xi})
i 1
i Δi , i=1, 2, … , n ，作和
n
f (i )xi
i 1
称此和式为 f 在 [a, b] 上的一个积分和，也称为黎曼（Riemann）和
定义: 设函数 f (x) 在 [a, b] 上有定义, 若任给的ε
> 0 ，总存在 δ > 0 ，使得对[a, b]的任何分割T
y
f (i )
y f (x)
小曲边梯形的高：
f (i )
小曲边梯形的面积：
Oa
xi1i xi
Si f (i )( xi xi1)
bx
⑴ 分割（化整为零）
用任意的一组分点：
a x0 x1 xn1 xn b y
把 [ a, b ] 分成 n 个小区

主要内容1.定积分的概念.2.定积分的几何意义.3.定积分的性质.

即

b a
f ( x )dx lim f (x i )xi
0
i 1
20
n
2、定积分的几何意义定积分 a f ( x )dx 的值在几何上表示由曲线 y = f (x) , 直线x = a , x = b , y = 0 所围成曲边梯形面积的代数和。 3、定积分的性质
b
在求定积分时，常用的性质是性质1～性质6，需注意掌握。
8
t1 t1-t0 , t2 t2-t1 , ··· , tn tn - tn-1 ．任取 i [ti-1, ti] , 在时间间隔 [ti-1, ti] 内物体所经
过的路程近似为
S v (i) t i (i1, 2 , ··· , n)．所求变速直线运动路程 S 的近似值为
4.4定积分的概念及性质
主要内容:
1.定积分的概念.
2.定积分的几何意义.
3.定积分的性质.
1
一、定积分的概念
（一）两个例子 1 求曲边梯形的面积初等数学可以计算多边形、圆和扇形等的图形的面积，但对于较复杂的曲线所围成的图形的面积计算却无能为力。我们把由两条平行线段，一条与之垂直的线段，以及一条曲线弧所围成的图形称为曲边梯形。特别地，当平行线之一缩为一点时，称为曲边三角形。现在求由直线 y y=f(x) x=a，x=b，y=0 和连续曲线 y=f(x) 所围成 A 的曲边梯形（如图） o a x 的面积 A 。 b 2
y = f(x) y
A1
O a
A2 b x
用两个矩形的面积近似代替曲边梯形的面积 A，得
A A1+ A2
3
y = f(x) y
A1 O a

定积分的概念,几何意义及其运算

故f(x)在Domain上↗（↘） ②当f(x) 不单调时当x∈Domain时，解 f (x) 0 得f(x)在I1， I2…上↗
当x∈Domain时，解 f (x) 0 得f(x)在I1， I2…上↘
极值的求法
一、形法：顶点即是极值点谷底极小峰极大
二、数法：
1.一导法求极值：
一求驻点二单调三写极值靠图象书写格式要简明含参反用须验根
第四步：取极限
当n趋向于无穷大时，S
趋向于S
n
n
,即 S
lim
n
Sn
lim n
i 1
f
一、积分的概念：
1.不定积分： 2.定积分：(四大步参课本P：39～45)
①分割
②近似代替分割取近似，求和取极限 ③求和
④取极限
积分上限
lim 记作：
b a
f
(x)dx
n
n ba i1 n
f
(i )
积分下限
随着分割越来越细(n→﹢∞或⊿x→0)时不足近似值和过剩近似值都会趋于真实值
第一步：分割
y
将图中曲边梯形分割成n个小曲边梯形
记他们的面n积分别为：S1, S2, , Sn
显然有S Si
i 1
第二步：近似代替
O
用小矩形的面积近似的代替小曲边梯形的面积
y= x 2
i-1 i 1 x nn
第三步：求和求出图中小矩形的面积和 Sn
⑧ cos xdx sin x C
⑨ [af (x) bg(x)]dx a f (x)dx b g(x)dx
⑩ [ f (x)dx]/ f (x) ,
f / (x)dx f (x) C
一、积分的概念：

教你学会定积分：定积分知识点总结及简单应用

定积分知识点总结及简单应用知识点1．定积分的几何意义：如果在区间[a ，b ]上函数f (x )连续且恒有f (x )≥0，那么函数f (x )在区间[a ，b ]上的定积分的几何意义是直线________________________所围成的曲边梯形的________．2．定积分的性质(1)ʃb a kf (x )d x ＝__________________ (k 为常数)；(2)ʃb a [f 1(x )±f 2(x )]d x ＝_____________________________________； (3)ʃb a f (x )d x ＝_______________________________________. 3．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ʃb a f (x )d x ＝F (b )－F (a )，这个结论叫做__________________，为了方便，我们常把F (b )－F (a )记成__________________，即ʃb a f (x )d x ＝F (x )|ba ＝F (b )－F (a )．4．定积分在几何中的应用(1)当x ∈[a ，b ]且f (x )>0时，由直线x ＝a ，x ＝b (a ≠b )，y ＝0和曲线y ＝f (x )围成的曲边梯形的面积S ＝__________________.(2)当x ∈[a ，b ]且f (x )<0时，由直线x ＝a ，x ＝b (a ≠b )，y ＝0和曲线y ＝f (x )围成的曲边梯形的面积S ＝__________________.(3)当x ∈[a ，b ]且f (x )>g (x )>0时，由直线x ＝a ，x ＝b (a ≠b )和曲线y ＝f (x )，y ＝g (x )围成的平面图形的面积S ＝______________________.(4)若f (x )是偶函数，则ʃa －a f (x )d x ＝2ʃa 0f (x )d x ；若f (x )是奇函数，则ʃa－a f (x )d x ＝0.5．定积分在物理中的应用 (1)匀变速运动的路程公式做变速直线运动的物体所经过的路程s ，等于其速度函数v ＝v (t )[v (t )≥0]在时间区间[a ，b ]上的定积分，即________________________．(2)变力做功公式一物体在变力F (x )(单位：N)的作用下做直线运动，如果物体沿着与F 相同的方向从x ＝a 移动到x ＝b (a <b )(单位：m)，则力F 所做的功W ＝__________________________.自我检测1．计算定积分ʃ503x d x 的值为 ( ) A.752 B ．75 C.252D ．252．定积分ʃ10[1－(x －1)2－x ]d x 等于 ( )A.π－24B.π2－1C.π－14D.π－123．如右图所示，阴影部分的面积是 ( )A ．2 3B ．2－ 3 C.323D.3534．ʃ421x d x 等于 ( ) A ．－2ln 2 B ．2ln 2 C ．－ln 2D ．ln 25．若由曲线y ＝x 2＋k 2与直线y ＝2kx 及y 轴所围成的平面图形的面积S ＝9，则k ＝________.探究点一求定积分的值例1 计算下列定积分： (1)2111()ex dx x x++⎰； (2)2sin 2cos )x x dx π-⎰（；(3)ʃπ0(2sin x －3e x ＋2)d x ； (4)ʃ20|x 2－1|d x .变式迁移1 计算下列定积分：(1)ʃ2π0|sin x |d x ；(2)ʃπ0sin 2x d x .探究点二求曲线围成的面积例2 计算由抛物线y ＝12x 2和y ＝3－(x －1)2所围成的平面图形的面积S .变式迁移2 计算曲线y ＝x 2－2x ＋3与直线y ＝x ＋3所围图形的面积．探究点三定积分在物理中的应用例3 一辆汽车的速度－时间曲线如图所示，求此汽车在这1 min 内所行驶的路程．变式迁移3 A 、B 两站相距7.2 km ，一辆电车从A 站开往B 站，电车开出t s 后到达途中C 点，这一段速度为1.2t m/s ，到C 点时速度达24 m/s ，从C 点到B 点前的D 点以匀速行驶，从D 点开始刹车，经t s 后，速度为(24－1.2t )m/s ，在B 点恰好停车，试求：(1)A 、C 间的距离； (2)B 、D 间的距离；(3)电车从A 站到B 站所需的时间．例 (12分)在区间[0,1]上给定曲线y ＝x 2.试在此区间内确定点t 的值，使图中的阴影部分的面积S 1与S 2之和最小，并求最小值．解 S 1面积等于边长为t 与t 2的矩形面积去掉曲线y ＝x 2与x 轴、直线x ＝t 所围成的面积，即S 1＝t ·t 2－ʃt 0x 2d x ＝23t 3.[2分]S 2的面积等于曲线y ＝x 2与x 轴，x ＝t ，x ＝1围成的面积去掉矩形面积，矩形边长分别为t 2,1－t ，即S 2＝ʃ1t x 2d x －t 2(1－t )＝23t 3－t 2＋13.[4分] 所以阴影部分面积S ＝S 1＋S 2＝43t 3－t 2＋13(0≤t ≤1)．[6分]令S ′(t )＝4t 2－2t ＝4t ⎝⎛⎭⎫t －12＝0时，得t ＝0或t ＝12.[8分] t ＝0时，S ＝13；t ＝12时，S ＝14；t ＝1时，S ＝23.[10分]所以当t ＝12时，S 最小，且最小值为14.[12分]本题既不是直接求曲边梯形面积问题，也不是直接求函数的最小值问题，而是先利用定积分求出面积的和，然后利用导数的知识求面积和的最小值，难点在于把用导数求函数最小值的问题置于先求定积分的题境中，突出考查学生知识的迁移能力和导数的应用意识．总结；1．定积分ʃb a f (x )d x 的几何意义就是表示由直线x ＝a ，x ＝b (a ≠b )，y ＝0和曲线y ＝f (x )围成的曲边梯形的面积；反过来，如果知道一个这样的曲边梯形的面积也就知道了相应定积分的值，如ʃ204－x 2d x ＝π (半径为2的14个圆的面积)，ʃ2－24－x 2d x ＝2π.2．运用定积分的性质可以化简定积分计算，也可以把一个函数的定积分化成几个简单函数定积分的和或差．3．计算一些简单的定积分问题，解题步骤是：第一步，把被积函数变形为幂函数、正弦函数、余弦函数、指数函数与常数积的和或差；第二步，把定积分用定积分性质变形为求被积函数为上述函数的定积分；第三步，分别用求导公式找到一个相应的使F ′(x )＝f (x )的F (x )；第四步，再分别用牛顿—莱布尼茨公式求各个定积分的值后计算原定积分的值．检测题一、选择题1．下列值等于1的积分是 ( )A ．ʃ10x d xB ．ʃ10(x ＋1)d xC ．ʃ1012d xD ．ʃ101d x2．设函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧x 2＋1，0≤x ≤1，3－x ，1<x ≤2，则ʃ20f (x )d x 等于 ( )A.13 B.176 C ．6D ．173．已知f (x )为偶函数且ʃ60f (x )d x ＝8，则ʃ6－6f (x )d x 等于 ( ) A ．0B ．4C ．8D ．164．曲线y ＝sin x ，y ＝cos x 与直线x ＝0，x ＝π2所围成的平面区域的面积为( )A ．ʃπ20(sin x －cos x )d xB ．2ʃπ40(sin x －cos x )d xC ．ʃπ20(cos x －sin x )d xD ．2ʃπ40(cos x －sin x )d x5．函数f (x )＝ʃx 0t (t －4)d t 在[－1,5]上 ( ) A ．有最大值0，无最小值 B ．有最大值0，最小值－323C ．有最小值－323，无最大值D ．既无最大值也无最小值二、填空题6．若1 N 的力使弹簧伸长2 cm ，则使弹簧伸长12 cm 时克服弹力做的功为__________J.7．ʃ10(2x k＋1)d x ＝2，则k ＝________.8．若f (x )在R 上可导，f (x )＝x 2＋2f ′(2)x ＋3，则ʃ30f (x )d x ＝________.三、解答题9．计算以下定积分： (1)ʃ21⎝⎛⎭⎫2x 2－1x d x ； (2)ʃ32⎝⎛⎭⎫x ＋1x 2d x ；(3)ʃπ30(sin x －sin 2x )d x ； (4)ʃ21|3－2x |d x .10．设y ＝f (x )是二次函数，方程f (x )＝0有两个相等的实根，且f ′(x )＝2x －2. (1)求y ＝f (x )的表达式；(2)求y ＝f (x )的图象与两坐标轴所围成图形的面积．11．求曲线y ＝e x －1与直线x ＝－ln 2，y ＝e －1所围成的平面图形的面积．答案1．x ＝a ，x ＝b (a ≠b )，y ＝0和曲线y ＝f (x ) 面积2．(1)k ʃb a f (x )d x (2)ʃb a f 1(x )d x ±ʃb a f 2(x )d x (3)ʃc a f (x )d x ＋ʃbc f (x )d x (其中a <c <b )3.微积分基本定理 F (x )|b a4.(1)ʃb a f (x )d x (2)－ʃb a f (x )d x (3)ʃba [f (x )－g (x )]d x 5.(1)s ＝ʃb a v (t )d t (2)ʃb a F (x )d x自我检测1．A 2.A 3.C 4.D 5．±3解析由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝x 2＋k 2，y ＝2kx .得(x －k )2＝0，即x ＝k ，所以直线与曲线相切，如图所示，当k >0时，S ＝ʃk 0(x 2＋k 2－2kx )d x＝ʃk 0(x －k )2d x ＝13(x －k )3|k 0＝0－13(－k )3＝k 33，由题意知k 33＝9，∴k ＝3.由图象的对称性可知k ＝－3也满足题意，故k ＝±3. 课堂活动区例1 分析 (1)与绝对值有关的函数均可化为分段函数． ①分段函数在区间[a ，b ]上的积分可分成几段积分的和的形式．②分段的标准是使每一段上的函数表达式确定，按照原函数分段的情况分即可，无需分得过细．(2)f (x )是偶函数，且在关于原点对称的区间[－a ，a ]上连续，则ʃa －a f (x )d x ＝2ʃa 0f (x )d x .解 (1)ʃe 1⎝⎛⎭⎫x ＋1x ＋1x 2d x ＝ʃe 1x d x ＋ʃe 11x d x ＋ʃe 11x2d x ＝12x 2|e 1＋ln x |e 1－1x |e 1＝12(e 2－1)＋(ln e －ln 1)－⎝⎛⎭⎫1e －11 ＝12e 2－1e ＋32.(2)ʃπ20(sin x －2cos x )d x＝ʃπ20sin x d x －2ʃπ20cos x d x ＝(－cos x )|π20－2sin x |π2＝－cos π2－(－cos 0)－2⎝⎛⎭⎫sin π2－sin 0 ＝－1.(3)ʃπ0(2sin x －3e x＋2)d x ＝2ʃπ0sin x d x －3ʃπ0e x d x ＋ʃπ02d x ＝2(－cos x )|π0－3e x |π0＋2x |π0＝2[(－cos π)－(－cos 0)]－3(e π－e 0)＋2(π－0) ＝7－3e π＋2π. (4)∵0≤x ≤2，于是|x 2－1|＝⎩⎪⎨⎪⎧x 2－1，1<x ≤2，1－x 2，0≤x ≤1，∴ʃ20|x 2－1|d x ＝ʃ10(1－x 2)d x ＋ʃ21(x 2－1)d x＝⎝⎛⎭⎫x －13x 3|10＋⎝⎛⎭⎫13x 3－x |21＝2.变式迁移1 解 (1)∵(－cos x )′＝sin x ，∴ʃ2π0|sin x |d x ＝ʃπ0|sin x |d x ＋ʃ2ππ|sin x |d x ＝ʃπ0sin x d x －ʃ2ππsin x d x ＝－cos x |π0＋cos x |2ππ＝－(cos π－cos 0)＋(cos 2π－cos π)＝4. (2)ʃπ0sin 2x d x ＝ʃπ0⎝⎛⎭⎫12－12cos 2x d x ＝ʃπ012d x －12ʃπ0cos 2x d x＝12x |π0－12⎝⎛⎭⎫12sin 2x |π0 ＝⎝⎛⎭⎫π2－0－12⎝⎛⎭⎫12sin 2π－12sin 0＝π2. 例2 分析：求曲线围成的面积的一般步骤为：(1)作出曲线的图象，确定所要求的面积；(2)联立方程解出交点坐标；(3)用定积分表示所求的面积；(4)求出定积分的值．解作出函数y ＝12x 2和y ＝3－(x －1)2的图象(如图所示)，则所求平面图形的面积S 为图中阴影部分的面积．解方程组⎩⎪⎨⎪⎧y ＝12x 2，y ＝3－(x －1)2，得⎩⎨⎧x ＝－23，y ＝29或⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2，y ＝2.所以两曲线交点为A ⎝⎛⎭⎫－23，29，B (2,2)．所以S ＝ʃ2－23[3－(x －1)2]d x －ʃ2－2312x 2d x＝ʃ2－23(－x 2＋2x ＋2)d x －ʃ2－2312x 2d x＝⎪⎪⎝⎛⎭⎫－13x 3＋x 2＋2x 2－23－⎪⎪16x 32－23 ＝⎝⎛⎭⎫－83＋4＋4－⎝⎛⎭⎫881＋49－43－16×⎝⎛⎭⎫8＋827 ＝42027. 变式迁移2 解如图，设f (x )＝x ＋3， g (x )＝x 2－2x ＋3，两函数图象的交点为A ，B ，由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝x ＋3，y ＝x 2－2x ＋3.得⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝0，y ＝3或⎩⎪⎨⎪⎧x ＝3，y ＝6.∴曲线y ＝x 2－2x ＋3与直线y ＝x ＋3所围图形的面积 S ＝ʃ30[f (x )－g (x )]d x＝ʃ30[(x ＋3)－(x 2－2x ＋3)d x ] ＝ʃ30(－x 2＋3x )d x＝⎝⎛⎭⎫－13x 3＋32x 2|30＝92. 故曲线与直线所围图形的面积为92.例3 分析：用定积分解决变速运动的位置与路程问题时，将物理问题转化为数学问题是关键．变速直线运动的速度函数往往是分段函数，故求积分时要利用积分的性质将其分成几段积分，然后求出积分的和，即可得到答案．s (t )求导后得到速度，对速度积分则得到路程．解方法一由速度—时间曲线易知． v (t )＝⎩⎪⎨⎪⎧3t ，t ∈[0，10)，30，t ∈[10，40)，－1.5t ＋90，t ∈[40，60]，由变速直线运动的路程公式可得s ＝ʃ1003t d t ＋ʃ401030d t ＋ʃ6040(－1.5t ＋90)d t＝32t 2|100＋30t |4010＋⎝⎛⎭⎫－34t 2＋90t |6040＝1 350 (m)．答此汽车在这1 min 内所行驶的路程是1 350 m.方法二由定积分的物理意义知，汽车1 min 内所行驶的路程就是速度函数在[0,60]上的积分，也就是其速度曲线与x 轴围成梯形的面积，∴s ＝12(AB ＋OC )×30＝12×(30＋60)×30＝1 350 (m)．答此汽车在这1 min 内所行驶的路程是1 350 m.变式迁移3 解 (1)设v (t )＝1.2t ，令v (t )＝24，∴t ＝20.∴A 、C 间距离|AC |＝ʃ2001.2t d t＝(0.6t 2)|200＝0.6×202＝240 (m)．(2)由D 到B 时段的速度公式为v (t )＝(24－1.2t ) m/s ，可知|BD |＝|AC |＝240 (m)．(3)∵|AC |＝|BD |＝240 (m)，∴|CD |＝7 200－240×2＝6 720 (m)．∴C 、D 段用时6 72024＝280 (s)．又A 、C 段与B 、D 段用时均为20 s ，∴共用时280＋20＋20＝320 (s)．课后练习1．D 2.B 3.D 4.D 5.B6．0.36解析设力F 与弹簧伸长的长度x 的关系式为F ＝kx ，则1＝k ×0.02，∴k ＝50，∴F ＝50x ，伸长12 cm 时克服弹力做的功W ＝ʃ0.12050x d x ＝502x 2|0.120＝502×0.122＝0.36(J)．7．1解析 ∵ʃ10(2x k ＋1)d x ＝ ⎪⎪⎝⎛⎭⎫2k ＋1x k ＋1＋x 10＝2k ＋1＋1＝2，∴k ＝1.8．－18解析 ∵f ′(x )＝2x ＋2f ′(2)，∴f ′(2)＝4＋2f ′(2)，即f ′(2)＝－4，∴f (x )＝x 2－8x ＋3，∴ʃ30f (x )d x ＝13×33－4×32＋3×3＝－18. 9．解 (1)函数y ＝2x 2－1x 的一个原函数是y ＝23x 3－ln x ，所以ʃ21⎝⎛⎭⎫2x 2－1x d x ＝ ⎪⎪⎝⎛⎭⎫23x 3－ln x 21＝163－ln 2－23＝143－ln 2(2) ʃ32⎝⎛⎭⎫x ＋1x 2d x ＝ʃ32⎝⎛⎭⎫x ＋1x ＋2d x ＝ ⎪⎪⎝⎛⎭⎫12x 2＋ln x ＋2x 32＝⎝⎛⎭⎫92＋ln 3＋6－(2＋ln 2＋4)＝ln 32＋92.(3)函数y ＝sin x －sin 2x 的一个原函数为y ＝－cos x ＋12cos 2x ，所以ʃπ30(sin x －sin 2x )d x＝ ⎪⎪⎝⎛⎭⎫－cos x ＋12cos 2x π30＝⎝⎛⎭⎫－12－14－⎝⎛⎭⎫－1＋12＝－14.322(4)3232322311232(32)(23)2312x dx x dx x dxx dx x dx=-=-+-=-+-⎰⎰⎰⎰⎰＝(3x －x 2)|321＋(x 2－3x )|232＝12.10．解 (1)设f (x )＝ax 2＋bx ＋c (a ≠0)，则f ′(x )＝2ax ＋b .又f ′(x )＝2x －2，所以a ＝1，b ＝－2，即f (x )＝x 2－2x ＋c .又方程f (x )＝0有两个相等实根，所以Δ＝4－4c ＝0，即c ＝1.故f (x )＝x 2－2x ＋1.(2)依题意，所求面积S ＝ʃ10(x 2－2x ＋1)d x＝⎝⎛⎭⎫13x 3－x 2＋x |10＝13.11．解画出直线x ＝－ln 2，y ＝e －1及曲线y ＝e x －1如图所示，则所求面积为图中阴影部分的面积．由⎩⎪⎨⎪⎧ y ＝e －1，y ＝e x －1，解得B (1，e －1)．由⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝－ln 2，y ＝e x －1，解得A ⎝⎛⎭⎫－ln 2，－12.此时，C (－ln 2，e －1)，D (－ln 2,0)．所以S ＝S 曲边梯形BCDO ＋S 曲边三角形OAD＝ʃ1－ln 2(e －1)d x －ʃ10(e x －1)d x ＋||0－ln 2(e x －1)d x＝(e －1)x |1－ln 2－(e x －x )|10＋|(e x －x )|0－ln 2|＝(e －1)(1＋ln 2)－(e －1－e 0)＋|e 0－(e －ln 2＋ln 2)|＝(e －1)(1＋ln 2)－(e －2)＋ln 2－12＝eln 2＋12。

定积分几何意义说明

定积分几何意义说明
定积分的几何意义如下：
几何意义：被积函数与坐标轴围成的面积，x轴之上部分为正，x轴之下部分为负，根据cosx在[0,2π]区间的图像可知，正负面积相等，因此其代数和等于0。

定积分的意义有很多，它可以表示一个图形的面积，也可以和物理联系在一起，定积分可以为负值，但如果你要求图形的面积，就要用到它的绝对值。

定积分理解注意事项：
理解这个含义，需要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（曲边梯形的面积），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），其它一点关系都没有。