定积分与微积分基本定理(理)课件

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第3讲 定积分与微积分基本定理

第3讲 定积分与微积分基本定理

定积分与微积分基本定理一、知识梳理 1.定积分的概念如果函数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∑ni =1f (ξi )Δx =∑ni =1b -anf (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 ,即⎠⎛ab f (x )d x =lim n →∞∑ni =1b -anf (ξi ). 在⎠⎛ab 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.定积分的性质(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 ±⎠⎛ab f 2(x )d x .(3)⎠⎛ab f (x )d x =⎠⎛ac f (x )d x +⎠⎛cb f (x )d x (其中a <c <b ).3.微积分基本定理一般地,如果f (x )是区间[a ,b ]上的连续函数,且F ′(x )=f (x ),那么⎠⎛ab f (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.为了方便,常把F (b )-F (a )记作F (x )⎪⎪⎪b a ,即⎠⎛ab f (x )d x =F (x )⎪⎪⎪ba =F (b )-F (a ).常用结论1.定积分应用的常用结论当曲边梯形位于x 轴上方时,定积分的值为正;当曲边梯形位于x 轴下方时,定积分的值为负;当位于x 轴上方的曲边梯形与位于x 轴下方的曲边梯形面积相等时,定积分的值为零.2.若函数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. 二、习题改编1.(选修2-2P66T14改编)设f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2,x ≥0,2x ,x <0,则⎠⎛-11f (x )d x 的值是( )A.⎠⎛-11x 2d xB .⎠⎛-112x d xC.⎠⎛-10x 2d x +⎠⎛012x d xD .⎠⎛-102x d x +⎠⎛01x 2d x解析:选D.由分段函数的定义及定积分运算性质, 得⎠⎛-11f (x )d x =⎠⎛-102x d x +⎠⎛01x 2d x .故选D.2.(选修2-2P66A 组T14改编)⎠⎛2e +11x -1d x =________. 解析:⎠⎛2e +11x -1d x =ln(x -1)|e +12=ln e -ln 1=1.答案:13.(选修2-2P55A 组T1改编)若⎠⎛0π2(sin x -a cos x )d x =2,则实数a 等于________.解析:由题意知(-cos x -a sin x )⎪⎪⎪π20=1-a =2,a =-1. 答案:-14.(选修2-2P60A 组T6改编)汽车以v =(3t +2)m/s 作变速直线运动时,在第1 s 至第2 s 间的1 s 内经过的位移是________m.解析:s =⎠⎛12(3t +2)d t =⎪⎪⎝⎛⎭⎫32t 2+2t 21 =32×4+4-⎝⎛⎭⎫32+2=10-72=132(m). 答案:132一、思考辨析判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)设函数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f (x )是偶函数,则⎠⎛-a a f (x )d x =2⎠⎛0a f (x )d x .( )(3)若f (x )是奇函数,则⎠⎛-aa f (x )d x =0.( )(4)曲线y =x 2与直线y =x 所围成的区域面积是⎠⎛01(x 2-x )d x .( )答案:(1)√ (2)√ (3)√ (4)×二、易错纠偏常见误区|K(1)误解积分变量致误; (2)不会利用定积分的几何意义求定积分;(3)f (x ),g (x )的图象与直线x =a ,x =b 所围成的曲边图形的面积的表达式不清致错. 1.定积分⎠⎛-12(t 2+1)d x =________.解析:⎠⎛-12(t 2+1)d x =(t 2+1)x |2-1=2(t 2+1)+(t 2+1)=3t 2+3. 答案:3t 2+3 2.⎠⎛22-x 2d x =________解析:⎠⎛022-x 2d x 表示以原点为圆心,2为半径的14圆的面积,故⎠⎛022-x 2d x =14π×(2)2=π2.答案:π23.如图,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,得x 1=0,x 2=2.所以S =⎠⎛02(-x 2+2x +1-1)d x =⎠⎛02(-x 2+2x )d x =⎝⎛⎭⎫-x 33+x 2⎪⎪⎪20=-83+4=43.答案:43[学生用书P53]定积分的计算(多维探究) 角度一 利用微积分基本定理求定积分计算下列定积分:(1)⎠⎛122x d x ;(2)⎠⎛0πcos x d x ;(3)⎠⎛13⎝⎛⎭⎫2x -1x 2d x . 【解】 (1)因为(ln x )′=1x ,所以⎠⎛122x d x =2⎠⎛121xd 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. 角度二 利用定积分的几何意义求定积分计算下列定积分:(1)⎠⎛011-(x -1)2d x ;(2)⎠⎛-55(3x 3+4sin x )d x .【解】 (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(如图中阴影部分).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⎠⎛-50(3x 3+4sin x )d x =-⎠⎛05(3x 3+4sin x )d x .所以⎠⎛-55(3x 3+4sin x )d x =⎠⎛-50(3x 3+4sin x )d x +⎠⎛05(3x 3+4sin x )d x =0.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.[提醒] 当被积函数的原函数不易求,而被积函数的图象与直线x =a ,x =b ,y =0所围成的曲边梯形的面积易求时,可利用定积分的几何意义求定积分.1.⎠⎛-11e |x |d x 的值为( )A .2B .2eC .2e -2D .2e +2解析:选C.⎠⎛-11e |x |d x =⎠⎛-10e -x d x +⎠⎛01e x d x=-e -x ⎪⎪⎪⎪1-1+e x ⎪⎪⎪⎪1=[-e 0-(-e)]+(e -e 0) =-1+e +e -1=2e -2,故选C. 2.⎠⎛01⎝⎛⎭⎫1-x 2+12x d x =________. 解析:⎠⎛01⎝⎛⎭⎫1-x 2+12x d x =⎠⎛011-x 2d x +⎠⎛0112x d x ,⎠⎛0112x d x =14,⎠⎛011-x 2d x 表示四分之一单位圆的面积,为π4,所以结果是π+14.答案:π+14利用定积分求平面图形的面积(师生共研)(一题多解)求由抛物线y 2=2x 与直线y =x -4围成的平面图形的面积. 【解】如图所示,解方程组⎩⎪⎨⎪⎧y 2=2x ,y =x -4,得两交点的坐标分别为(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.设阴影部分的面积为S ,则对如图所示的四种情况分别有:(1)S =⎠⎛ab f (x )d x .(2)S =-⎠⎛ab f (x )d x .(3)S =⎠⎛a c f (x )d x -⎠⎛cb f (x )d x .(4)S =⎠⎛ab f (x )d x -⎠⎛a b g (x )d x =⎠⎛ab [f (x )-g (x )]d x .1.已知曲线C :y =x 2+2x 在点(0,0)处的切线为l ,则由C ,l 以及直线x =1围成的区域的面积等于________.解析:因为y ′=2x +2,所以曲线C :y =x 2+2x 在点(0,0)处的切线的斜率k =y ′|x =0=2,所以切线方程为y =2x ,所以由C ,l 以及直线x =1围成的区域如图中阴影部分所示,其面积S =⎠⎛1(x 2+2x -2x )d x =⎠⎛01x 2d x =x 33⎪⎪⎪10=13.答案:132.已知函数f (x )=-x 3+ax 2+bx (a ,b ∈R )的图象如图所示,它与x 轴在原点处相切,且x 轴与函数图象所围区域(图中阴影部分)的面积为112,则a 的值为________.解析:f ′(x )=-3x 2+2ax +b ,因为f ′(0)=0,所以b =0,所以f (x )=-x 3+ax 2,令f (x )=0,得x =0或x =a (a <0).S 阴影=-⎠⎛a0(-x 3+ax 2)d x =112a 4=112,所以a =-1. 答案:-1定积分在物理中的应用(师生共研)(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.在此期间汽车继续行驶的距离(单位:m)是( ) A .1+25ln 5 B .8+25ln113C .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.【解析】 (1)令v (t )=0得,3t 2-4t -32=0, 解得t =4⎝⎛⎭⎫t =-83舍去. 汽车的刹车距离是⎠⎛04⎝⎛⎭⎫7-3t +251+t d t =[7t -32t 2+25ln(t +1)]⎪⎪⎪40 =4+25ln 5.(2)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】 (1)C (2)36定积分在物理中的两个应用(1)求物体做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 =⎠⎛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 .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解析:选C.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 ,因为(t 3+t -5t 2)′=3t 2+1-10t ,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.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: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 ,因为⎝⎛⎭⎫13x 3+x ′=x 2+1,所以原式=342(J).答案:342[学生用书P274(单独成册)][基础题组练]1.定积分⎠⎛01(3x +e x )d x 的值为( )A .e +1B .eC .e -12D .e +12解析:选D.⎠⎛01(3x +e x )d x =⎝⎛⎭⎫32x 2+e x ⎪⎪⎪10=32+e -1=12+e. 2.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:选A.因为f (1)=lg 1=0,f (0)=⎠⎛0a 3t 2d t =t 3⎪⎪⎪a 0=a 3,所以由f (f (1))=1得a 3=1,所以a =1.3.若f (x )=x 2+2⎠⎛01f (x )d x ,则⎠⎛01f (x )d x =( )A .-1B .-13C.13D .1解析:选B.因为f (x )=x 2+2⎠⎛01f (x )d x ,所以⎠⎛01f (x )d x =⎝⎛⎭⎫13x 3+2x ⎠⎛01f (x )d x |1=13+2⎠⎛01f (x )d x ,所以⎠⎛01f (x )d x =-13. 4.设f (x )=⎩⎨⎧1-x 2,x ∈[-1,1],x 2-1,x ∈(1,2],则⎠⎛-12f (x )d x 的值为( )A.π2+43 B .π2+3C.π4+43D .π4+3解析:选A.⎠⎛-12f (x )d x =⎠⎛-111-x 2d x +⎠⎛12(x 2-1)d x =12π×12+⎝⎛⎭⎫13x 3-x ⎪⎪⎪21=π2+43,故选A.5.由曲线y =x 2和曲线y =x 围成的一个叶形图如图所示,则图中阴影部分的面积为( ) A.13 B .310C.14D .15解析:选A.由⎩⎨⎧y =x 2,y =x ,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =0或⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =1,所以阴影部分的面积为⎠⎛01(x -x 2)d x =13.故选A.6.定积分⎠⎛-11(x 2+sin x )d x =________.解析:⎠⎛-11(x 2+sin x )d x=⎠⎛-11x 2d x +⎠⎛-11sin x d x=2⎠⎛1x 2d x =2·x 33⎪⎪⎪10=23.答案:237.⎠⎛-11(x 2tan x +x 3+1)d x =________.解析:因为x 2tan x +x 3是奇函数.所以⎠⎛-11(x 2tan x +x 3+1)d x =⎠⎛-111d x =x |1-1=2.答案:28.一物体受到与它运动方向相反的力:F (x )=110e x +x 的作用,则它从x =0运动到x=1时F (x )所做的功等于________.解析:由题意知W =-⎠⎛01⎝⎛⎭⎫110e x +x d x=-⎝⎛⎭⎫110e x +12x 2⎪⎪⎪10=-e 10-25. 答案:-e 10-259.求下列定积分: (1)⎠⎛12⎝⎛⎭⎫x -x 2+1x d x ; (2)⎠⎛-π0(cos x +e x )d x .解:(1)⎠⎛12⎝⎛⎭⎫x -x 2+1x d x =⎠⎛12x d x -⎠⎛12x 2d x +⎠⎛121xd x =x 22⎪⎪⎪21-x 33⎪⎪⎪21+ln x ⎪⎪⎪21=32-73+ln 2=ln 2-56. (2)⎠⎛-π0(cos x +e x )d x =⎠⎛-π0cos x d x +⎠⎛-π0e x d x=sin x ⎪⎪⎪0-π+e x ⎪⎪⎪-π=1-1e π.10.已知函数f (x )=x 3-x 2+x +1,求其在点(1,2)处的切线与函数g (x )=x 2围成的图形的面积.解:因为(1,2)为曲线f (x )=x 3-x 2+x +1上的点,设过点(1,2)处的切线的斜率为k ,则k =f ′(1)=(3x 2-2x +1)|x =1=2,所以过点(1,2)处的切线方程为y -2=2(x -1),即y =2x .y =2x 与函数g (x )=x 2围成的图形如图中阴影部分所示,由⎩⎪⎨⎪⎧y =x 2,y =2x 可得交点A (2,4),O (0,0),故y =2x 与函数g (x )=x 2围成的图形的面积S =⎠⎛02(2x -x 2)d x =⎝⎛⎭⎫x 2-13x 3⎪⎪⎪20=4-83=43. [综合题组练]1.由曲线xy =1,直线y =x ,x =3所围成的封闭平面图形的面积为( )A.329B .4-ln 3C .4+ln 3D .2-ln 3解析:选B.画出平面图形,根据图形确定积分的上、下限及被积函数.由曲线xy =1,直线y =x ,x =3所围成的封闭的平面图形如图所示:由⎩⎪⎨⎪⎧xy =1,y =x ,得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =1 或⎩⎪⎨⎪⎧x =-1,y =-1.(舍) 由⎩⎪⎨⎪⎧y =x ,x =3,得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =3.故阴影部分的面积为⎠⎛13⎝⎛⎭⎫x -1x d x = ⎝⎛⎭⎫12x 2-ln x ⎪⎪⎪31=4-ln 3. 2.设函数f (x )=ax 2+c (a ≠0),若⎠⎛01f (x )d x =f (x 0),0≤x 0≤1,则x 0的值为________. 解析:⎠⎛01f (x )d x =⎠⎛01(ax 2+c )d x =⎝⎛⎭⎫13ax 3+cx ⎪⎪⎪10=13a +c =f (x 0)=ax 20+c , 所以x 20=13,x 0=±33. 又因为0≤x 0≤1,所以x 0=33. 答案:33 3.⎠⎛-11(1-x 2+e x -1)d x =________. 解析:⎠⎛-11(1-x 2+e x -1)d x =⎠⎛-111-x 2d x +⎠⎛-11(e x -1)d x . 因为⎠⎛-111-x 2d x 表示单位圆的上半部分的面积, 所以⎠⎛-111-x 2d x =π2. 而⎠⎛-11(e x -1)d x =(e x -x )⎪⎪⎪1-1 =(e 1-1)-(e -1+1)=e -1e-2, 所以⎠⎛-11(1-x 2+e x -1)d x =π2+e -1e -2. 答案:π2+e -1e-2 4.若函数f (x )在R 上可导,f(x)=x 3+x 2f ′(1),则⎠⎛02f (x )d x =________. 解析:因为f (x )=x 3+x 2f ′(1),所以f ′(x )=3x 2+2xf ′(1).所以f ′(1)=3+2f ′(1),解得f ′(1)=-3.所以f (x )=x 3-3x 2.故⎠⎛02f (x )d x =⎠⎛02(x 3-3x 2)d x =⎝⎛⎭⎫x 44-x 3⎪⎪⎪20=-4. 答案:-45.如图,在曲线C :y =x 2,x ∈[0,1]上取点P (t ,t 2),过点P 作x 轴的平行线l .曲线C 与直线x =0,x =1及直线l 围成的图形包括两部分,面积分别记为S 1,S 2.当S 1=S 2时,求t 的值.解:根据题意,直线l 的方程是y =t 2,且0<t <1.结合题图,得交点坐标分别是A (0,0),P (t ,t 2),B (1,1).所以S 1=⎠⎛0t (t 2-x 2)d x =⎝⎛⎭⎫t 2x -13x 3⎪⎪⎪t 0 =t 3-13t 3=23t 3,0<t <1. S 2=⎠⎛t 1(x 2-t 2)d x =⎝⎛⎭⎫13x 3-t 2x ⎪⎪⎪1t=⎝⎛⎭⎫13-t 2-⎝⎛⎭⎫13t 3-t 3=23t 3-t 2+13,0<t <1. 由S 1=S 2,得23t 3=23t 3-t 2+13, 所以t 2=13.又0<t <1,所以t =33. 所以当S 1=S 2时,t =33.。

第4节 定积分与微积分基本定理[理]

第4节 定积分与微积分基本定理[理]

①求被积函数 f(x)的一个原函数 F(x);
②计算 F(b)-F(a).
(2)利用定积分的几何意义求定积分
当曲边梯形面积易求时,可通过求曲边梯形的面积求定积分.
1
如:定积分 0
1-x2dx 的几何意义是求单位圆面积的14,所以10
1-x2dx=π4.
返回
2.定积分应用的两条常用结论 (1)当曲边梯形位于 x 轴上方时,定积分的值为正;当曲 边梯形位于 x 轴下方时,定积分的值为负;当位于 x 轴上方 的曲边梯形与位于 x 轴下方的曲边梯形面积相等时,定积分 的值为零. (2)加速度对时间的积分为速度,速度对时间的积分是 路程.
2.∫e12x+1xdx=(
)
A.e2-2
B.e-1
其原函数
是什么?
C.e2
D.e+1
解析:
∫e12x+1xdx=(x2+ln
x)|e1=e2.
积分上下限
答案: C
与分段函数
3.设 f(x)=2xx2
x x
的定义域
,则
1 −1
������(������)dx
23.
答案:
1-
3 2
返回
返回
解析: 由图象可知 A=1,T2=23π--π3=π,所以 ω=1,
f(x)=sinx-π6.图中其与 x 轴的交点横坐标为6π,所以图中的阴影部分的
面积为
π 6
0
-sin������-π6dx=cosx-π6|0π6 =1-
b
么从时刻 t=a 到 t=b 所经过的路程 s=av(t)dt. (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
b
=a 移动到 x=b 时,力 F(x)所做的功是 W=aF(x)dx.

山东高考数学一轮复习第2章函数导数及其应用第13讲定积分与微积分基本定理理课件

山东高考数学一轮复习第2章函数导数及其应用第13讲定积分与微积分基本定理理课件

_____f_(x_)_d_x_______叫做被积式.
(2)其定义体现求定积分的四个步骤:
①__分__割____;②__近__似__代__替____;③__取__和____;④__取__极__限____.
(3)定积分的几何意义:
f(x) f(x)≥0
bf(x)dx 的几何意义
a
表示由直线___x_=__a____,___x_=__b____,y=0 及曲 线 y=f(x)所围成的曲边梯形的面积
S△BOC-S1=2-2(x-1x)dx=2-(x22-ln x)21 1
=12+ln 2,故选 D.
角度2 已知曲线围成的图形的面积求参数
例 3 (2019·广州模拟)曲线 y=x2 与直线 y=kx(k>0)所围成的曲边图形的面积 为43,则 k=___2___.
[解析] 由yy= =xkx2, 得xy==00, 或xy= =kk, 2, 则曲线 y=x2 与直线 y=kx(k>0)所围 成的曲边梯形的面积为k(kx-x2)dx=(2kx2-13x3)k0 =k23-13k3=43,即 k3=8,所以 k=2.
考点一 定积分的运算——自主练透
例 1 (1)计算:
①3
(3x2-2x+1)dx=___2_4____;
-1
②0
(cosx+ex)dx=___1_-__e1_π ___;
-π
③若 f(x)= 3+2x-x2,则3f(x)dx 为___π___. 1
x2,x∈[0,1],
4
(2)设 f(x)=1x,x∈1,e]
分的概率等于__1_2___.
[解析] 依题意知点 D 的坐标为(1,4),所以矩形 ABCD 的面积 S =1×4=4,阴影部分的面积 S 阴影=4-2x2dx=4-13x312 =4-73=53,根

《微积分的基本定理》课件

《微积分的基本定理》课件

物理
在物理学科中,该定理可以用来 解决各种物理量如质量、速度、 力等的积分问题,例如计算物体 的动量、动能等。
工程
在工程领域,该定理可以用来解 决各种实际问题的积分计算,例 如计算电路中的电流、求解流体 动力学中的压力分布等。
02 定理的证明
定理证明的思路
明确问题
首先,我们需要明确微积分的基本定理是关于什 么的,以及它要解决的问题是什么。
难点2
如何利用积分运算法则简化每个小部分的积 分。
关键点1
理解定积分的定义和性质,以及它们在证明 定理中的作用。
关键点2
掌握导数的定义和性质,以及它们在推导原 函数值增量中的应用。
03 定理的推论和扩 展
推论一:积分中值定理
总结词
积分中值定理是微积分中的一个重要定理,它表明在闭区间上连续的函数一定存在至少一个点,使得该函数在此 点的值为该区间上函数积分的平均值。
详细描述
积分中值定理是微积分中的一个基本定理,它表明如果一个函数在闭区间上连续,那么在这个区间内一定存在至 少一个点,使得该函数在这一点处的值等于该函数在整个区间上的平均值。这个定理在解决一些微积分问题时非 常有用,因为它可以帮助我们找到函数在某个点处的值,而不需要计算整个区间的积分。
推论二:洛必达法则
个定积分的值就是曲边梯形的面积。
应用实例二:求解不定积分
总结词
微积分的基本定理是求解不定积分的关 键工具。
VS
详细描述
不定积分是微分学的逆运算,其求解过程 需要用到微积分的基本定理。根据基本定 理,不定积分∫f(x)dx = F(x) + C,其中 F(x)是f(x)的一个原函数,C是常数。通过 基本定理,我们可以找到一个函数F(x), 使得F'(x) = f(x)。这样,我们就可以求解 不定积分了。

高考数学第一轮复习 第二篇 第13讲 定积分与微积分基本定理课件 理 新人教A版

高考数学第一轮复习 第二篇 第13讲 定积分与微积分基本定理课件 理 新人教A版

面积的代数和,即bf(x)dx= A1+A3-A2
.
a
2.定积分的性质
((12))abbk[ff1((xx))d±x=f2(x)]dkx=abf(x)abdfx1(x)dx±(k为baf常2(数x)d).x . a
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(3)bf(x)dx=cf(x)dx+bf(x)dx(其中 a<c<b).
在每个小区间上任取一点 ξi(i=1,2,…,n),作和式i=n1f(ξi)Δx=i=n1b-n af(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 abf(x)dx ,即abf(x)dx=nl→im∞i=n1b-n af(ξi).
定积分的计算
【例 1】 (1)若π2 (sinx+acosx)dx=2,则实数 a 等于(
).
0
A.-1 B.1 D. 3 D.- 3
(2)定积分3 9-x2dx 的值为________. 0
(3)已知函数 f(x)=sin5x+1,则-π2π2f(x)dx 的值为________.
n→+∞

,和式
n
f(ξi)·Δx
i=1

n

i=1
b-a
n f(ξi)

限趋近

某一

定的

数.( )
(3)设函数 y=f(x)在区间[a,b]上连续,则abf(x)dx=abf(t)dt.( )
2.定积分的几何意义与物理意义
(4)在区间[a,b]上的连续的曲线 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=ab|f(x)|dx.( ) (5)若abf(x)dx<0,那么由 y=f(x),x=a,x=b 以及 x 轴所围成的图形一定

【三维设计】高考数学一轮复习 第14节 定积分与微积分基本定理课件 理

【三维设计】高考数学一轮复习 第14节 定积分与微积分基本定理课件 理

5.如果∫10f(x)dx=1,∫20f(x)dx=-1,则∫21f(x)dx=________.
解析:∵∫02f(x)dx=∫10f(x)dx+∫21f(x)dx, ∴∫21f(x)dx=∫20f(x)dx-∫01f(x)dx=-1-1=-2.
答案: -2
利用微积分基本定理(即牛顿—莱布尼兹公式)求定积 分,关键是找到满足F′(x)=f(x)的函数F(x),即找被积函数 f(x)的原函数F(x),利用求导运算与求原函数运算互为逆运 算的关系,运用基本初等函数求导公式和导数四则运算法 则从反方向上求出F(x).
答案:342
[冲关锦囊] 利用定积分解决变速直线运动问题和变力做功问题时, 关键是求出物体做变速直线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.
易错矫正 因定积分计算问题致误
[考题范例]
(2011·湖南高考)由直线x=-π3,x=π3,y=0与曲线y=cos x所围
b
a
f(x)dx=F(x)|ab=F(b)-F(a).
三、定积分的应用 1.平面图形的面积:
一般地,设由曲线y=f(x),y=g(x)以及直线x=a,x=b 所围成的平面图形的面积为S,则 S= ∫baf(x)dx-∫bag(x)dx (f(x)>g(x)). 2.简单几何体的体积 若几何体由曲线y=f(x)与x轴所围成的区域绕x轴旋转一 周得到,则其体积为V=∫baπ[f(x)]2dx.










数、 导 数 及
分 与 微 积 分




( 人教A版)微积分基本定理课件 (共38张PPT)

( 人教A版)微积分基本定理课件 (共38张PPT)

2
2
答案:D
3.设 f(x)=x22-,x0,≤1x<≤x≤1,2,
则2f(x)dx 等于________. 0
解析:2f(x)dx=1x2dx+2(2-x)dx
0
0
1
=x3310 +(2x-x22)21
=13+[(2×2-222)-(2-12)]=56.
答案:56
探究一 计算简单函数的定积分
[自主梳理]
如果 f(x)是区间[a,b]上的 连续 函数,并且 F′(x) 内容 = f(x),那么bf(x)dx= F(b)-F(a)
a
符号
bf(x)dx=F(x)ba = F(b)-F(a)
a
二、定积分和曲边梯形面积的关系 设曲边梯形在 x 轴上方的面积为 S 上,x 轴下方的面积为 S 下,则 1.当曲边梯形的面积在 x 轴上方时,如图(1), 则bf(x)dx= S 上.
(7)baxdx=lnaxaba (a>0 且 a≠1). a
1.计算下列定积分.
(1)1(x3-2x)dx; 0
(2)
2 0
(x+cos
x)dx;
(3
解析:(1)∵(14x4-x2)′=x3-2x,
∴1(x3-2x)dx=(14x4-x2)10 =-34. 0
2.(1)若
f(x)=x2 cos
x≤0 x-1
x>0
2.常见函数的定积分公式: (1)bCdx=Cxba (C 为常数).
a
(2)abxndx=n+1 1xn+1ba (n≠-1). (3)bsin xdx=-cos xba .
a
(4)bcos xdx=sin xba . a
(5)b1xdx=ln xba (b>a>0). a

3-4 定积分与微积分基本定理(共54张PPT)

3-4 定积分与微积分基本定理(共54张PPT)

将 区 间 1<xi<…<xn=b,

n个 小 区 间 , 在 每 个 区 间
1
, xi] 上取一点
ξi (i = 2 1 , , … , n) ,作和式 , 当 n→+∞时 , 上 述 和 式 无 限 接 近 某 个 常 数 , f(x)在 区 间 [a,b]上 定 积 分 , 记 作 .
b
= 这 个 常 数 叫 做 函 数 f(x)dx=
f(x)dx b ,即 a
a
课前自助餐
授人以渔
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课时作业
高考调研
新课标版 · 高三数学(理)
其定义体现求定积分的四个步骤: ① 分割 ;② 近似代替 ;③ 取和 ;④ 取极限 .
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高考调研
新课标版 · 高三数学(理)
y是 自 0、1、 BE、AE 和抛
AB 围 成 的 区 域 的 面 积 .
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7 【答案】 6
课前自助餐
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3 x2 x 因 为 ( 2 )′=x,(x2- 3 )′=2x-x2, 故 所 求 的 面 积 2 3 x x 1 2 1 2 2 1 2 | | S = (2x-x)dx+ (2x-x )dx= 2 0+(x - 3 ) 1=2-0+(4- 0 1
x2 x3 x2 2, 又 ( 2 )′=x,( 3 - 2 )′=x2-x.故
2 3 2 x x x 8 2 2 2 2 2 | | S= (2x-x)dx- (x -x)dx= 2 0-( 3 - 2 ) 1=2-(3-2 ) + 0 1

定积分与原函数的关系 微积分基本定理【高等数学PPT课件】

定积分与原函数的关系 微积分基本定理【高等数学PPT课件】
通过原函数计算定积分开辟了道路 .
2) 变限积分求导:
d (x)
dx a
f
(t) d t

f
[ (x)](x)
d
dx
( x) (x)
f
(t)
dt

d dx

a
f (t) d t
(x)
( x)
a
f
(t) d t

f [ (x)](x) f [ (x)] (x)
第二节 定积分与原函数的关系 微积分基本定理
一、积分上限函数
二、牛顿—莱布尼茨公式
一、积分上限函数
定理1. 若
x
则变上限函数 y
y f (x)
(x) a f (t) d t
(x)
证: x, x h [a, b] , 则有
o a x b x
(x

h) h
(x)

1
o
x
0
例6

f
(x)

2x 5
0 1

x x

1
,
2

2
0
f
( x)dx.
解:
2
0
f
ห้องสมุดไป่ตู้
( x)dx
1 0
f
( x)dx

2
1
f
( x)dx
y
在[1,2]上规定当x 1时, f ( x) 5,
原式
1
2xdx
2
5dx 6.
0
1
o 12x
例7. 设
解:设
1

高考数学一轮复习 第15讲定积分与微积分基本定理课件 理 新人教课标A

高考数学一轮复习 第15讲定积分与微积分基本定理课件 理 新人教课标A

为_积__分__下__限_____,b 称为_积__分__上__限_____.
第15讲 │知识梳理
2.定积分的几何意义
在区间[a,b]上的连续函数 f(x),若恒有 f(x)≥0,定积分baf(x)dx



_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____________.
0
中 F(x)可将基本初等函数的导数公式逆向使用得到.当被积函数 含有绝对值(或平方根)时,需按绝对值内的正、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,也需按函数定义的分段情形相应的逐段积分.
第15讲 │规律总结
3.利用定积分求平面图形的面积的步骤如下:(1)画出函 数的草图,确定积分变量;(2)求图象的交点,确定积分上、 下限;(3) 将曲边梯形的面积表示为若干定积分之和;(4)利用 定积分求面积.
第15讲 │要点探究
(2)由a (2x-8)dx=(x2-8x)|a0=a2-8a≤0,显然 a≠0,故解集为 0
{a|0<a≤8}.
(3)01f(x)dx=01(ax2+1)dx=
a3x3+x10=a3+1=2,解得 a=3.
第15讲 │要点探究
► 探究点2 利用定积分的几何意义求定积分 例 2 求定积分1[ 1-(x-1)2-x]dx 的值.
第15讲 │知识梳理
3.定积分的性质
(1)定积分的线性性质
kbf(x)dx bkf(x)dx=____a________(k 为常数);
a

《定积分计算》课件

《定积分计算》课件

02
微积分基本定理
微积分基本定理的表述
微积分基本定理
定积分等于被积函数的一个原函数在 积分上限与积分下限之差的代数和。
公式表示
∫baf(x)dx=F(b)-F(a),其中F(x)是f(x) 的一个原函数,a和b分别为定积分的 下限和上限。
微积分基本定理的应用
解决定积分计算问题
通过微积分基本定理,可以直接计算定积分的值,只需找到被积函 数的一个原函数,并计算其在上下限的函数值之差。
详细描述
分部积分法是将复合函数进行分解,将原定 积分转化为两个或多个更简单的定积分的和 或差。这种方法的关键是选择合适的函数进 行分解,以便简化计算过程。
04
定积分的几何应用
平面图形的面积
总结词
定积分在计算平面图形面积方面具有广泛应用。
详细描述
通过定积分,我们可以计算各种平面图形的面积,如矩形、圆形、三角形等。定积分的基本思想是将图形分割成若干 个小部分,然后求和这些小部分的面积,最后取极限得到整个图形的面积。
公式示例
对于矩形,其面积为 (A = l times w),其中 (l) 为长度,(w) 为宽度;对于圆形,其面积为 (A = pi r^2) ,其中 (r) 为半径。
体积的计算
01
总结词
定积分在计算三维空间中物体的体积方面具有重要作用。
02 03
详细描述
通过定积分,我们可以计算各种三维物体的体积,如长方 体、圆柱体、球体等。同样地,定积分的基本思想是将物 体分割成若干个小部分,然后求和这些小部分的体积,最 后取极限得到整个物体的体积。
05
定积分的物理应用
变速直线运动的路程
总结词
通过定积分计算变速直线运动的路程

微积分基本定理_图文_图文

微积分基本定理_图文_图文
微积分基本定理_图文_图文.ppt
【课标要求】 1.了解微积分基本定理的内容与含义. 2.会利用微积分基本定理求函数的定积分. 【核心扫描】 1.用微积分基本定理求函数的定积分是本课的重点. 2.对微积分基本定理的考查常以选择、填空题的形式出现.
1.微积分基本定理
自学导引
连续
f(x)
F(b)-F(a)

(1)用微积分基本定理求定积分的步骤: ①求f(x)的一个原函数F(x); ②计算F(b)-F(a). (2)注意事项: ①有时需先化简,再求积分; ②f(x)的原函数有无穷多个,如F(x)+c,计算时,一般只写一个最 简单的,不再加任意常数c.
【变式1】 求下列定积分:
求较复杂函数的定积分的方法: (1)掌握基本初等函数的导数以及导数的运算法则,正确求解被积 函数的原函数,当原函数不易求时,可将被积函数适当变形后求 解,具体方法是能化简的化简,不能化简的变为幂函数、正、余 函数、指数、对数函数与常数的和与差. (2)精确定位积分区间,分清积分下限与积分上限.
定积分的应用体现了积分与函数的内在联系,可以通过 积分构造新的函数,进而对这一函数进行性质、最值等方面的考 查,解题过程中注意体会转化思想的应用.
【题后反思】 (1)求分段函数的定积分时,可利用积分性质将其表 示为几段积分和的形式; (2)带绝对值的解析式,先根据绝对值的意义找到分界点,去掉绝 对值号,化为分段函数; (3)含有字母参数的绝对值问题要注意分类讨论.
2.被积函数为分段函数或绝对值函数时的正确处理方式 分段函数和绝对值函数积分时要分段去积和去掉绝对值符
号去积.处理这类积分一定要弄清分段临界点,同时对于定积分 的性质,必须熟记在心.
题型一 求简单函数的定积分 【例1】 计算下列定积分

定积分与微积分基本定理ppt课件

定积分与微积分基本定理ppt课件
1
2
(4x +3x -x)dx
2
0
2
(3x )dx-
=x |20 +x |20 - x |20
4
3
2
2
4
3
1
2
=(2 -0)+(2 -0)- (2 -0)
2
=16+8-2
=22.
2
0
xdx
1 1
2
(2)∵(ln x)'= , e2 '=e ,
2
∴1
2
e
1
1
+

2x
2
1
dx=
2x
e dx+
2
2
3
2
0
x|20 =1-cos 2.
因为 1<1-cos 2<2,所以 c<a<b.
1
4
x dx= x |20 =4,c=
3
4
2
0
sin xdx=-cos
3.(2012·湖北卷,3)已知二次函数 y=f(x)的图象如图所示,则它与 x轴所围图
形的面积为(
)

5
4
3
A.
3
2
B.
C.
π
2
D.
【答案】B
2
1
f(-x)dx=
2
1
2
(x -x)dx=
1 3 1 2
-
3
2
5
6
|21 = .
1
4.(2012·江西卷,11)计算定积分 -1
2
[f1(x)±
f2 (x)]dx=
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解析:当 x∈[0,π2]时,y=sinx 与 y=cosx 的图象的交点
坐标为π4,
2 2
,作图可知曲线
y=sinx,y=cosx
与直线
x=0,
x=π2所围成的平面区域的面积可分为两部分:一部分是曲线 y
=sinx,y=cosx 与直线 x=0,x=π4所围成的平面区域的面积;
另一部分是曲线 y=sinx,y=cosx 与直线 x=π4,x=π2所围成的
平面区域的面积.且这两部分的面积相等,结合定积分定义可
知选 D. 答案:D
解析:由积分的几何意义知:

示以(0,0)点为圆心,r=4 为半径的圆在 x 轴上方部分的
面积,所以
=12×π×42=8π.
答案:8π
点评:理解被积函数的几何意义,是解决这类问题 的突破口.
利用定义求定积分
[例 1] 用定积分的定义求由 y=3x,x=0,x=1,y =0 围成的图形的面积.
[解析] (1)分割:把区间[0,1]等分成 n 个小区间 i-n 1,ni (i=1,2,…,n).其长度为 Δx=n1,把曲边梯形 分成 n 个小曲边梯形,其面积记为 ΔSi(i=1,2,…,n).
(3)定积分bf(x)dx 的值只与被积函数 f(x)及积分区间 a
[a,b]有关,而与积分变量所用的符号无关.
2.定积分的几何意义 当 f(x)≥0 时,定积分b f(x)dx 的几何意义:表示由
a
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.当 y<0 时,即曲边梯形在 x 轴的下方时b
n
n
作和式f(ζi)Δx=
i=1
i=1
b-n af(ζi),当
n→∞时,此和式Байду номын сангаас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b a
f(x)dx,即b a
n
f(x)dx=lim
n→∞ i=1
b-n af(ζi),这里 a
与 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)dx 叫做被积式.此时称函数 f(x)在区间[a,b]上可积.
做微积分基本定理,又叫做牛顿一莱布尼兹公式.为了
方便,我们常常把 F(b)-F(a)记成 F(x)|ab,
即b
f(x)dx=F(x)|ab=
F(b)-F(a).
a
其中 F(x)叫做 f(x)的一个原函数.
一、思想方法 (1)数形结合思想:求曲线围成图形的面积,要画出草 图,寻找积分上限和积分下限,以及被积函数的形式. (2)极限的思想:求曲边梯形的面积时,分割,近似代 替,求和,取极限,采用的是以直代曲,无限逼近的极限 思想. (3)公式法:套用公式求定积分,避免繁琐的运算,是 求定积分常用的方法. (4)定义法:用定义求定积分是最基本的求定积分方法.
a
(k 为常数);
a
(2)b[f1(x)±f2(x)]dx=
b
f1(x)dx±b
f2(x)dx
a
a

a
b
f(x)dx
(3)c
f(x)dx+b
f(x)dx=
a
(其中 a<c<b)
a
c
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b f(x)dx= F(b)-F(a).这个结论叫 a
对定义的几点说明: (1)定积分bf(x)dx 是一个常数.
a
(2)用定义求定积分的一般方法是: ①均匀分割:n 等分区间[a,b]; ②近似代替:取点 ξi∈[xi-1,xi];
③求和: n f(ξi)·b-n a;
i=1
④取极限:bf(x)dx=li m
a
n→∞
n f(ξi)·b-n a.
i=1
(2)近似代替:用小矩形面积近似代替小曲边梯形面 积,ΔSi=fi-n 1Δx=3·i-n 1·n1=n32(i-1),(i=1,2,…,n).
n
n
(3)作和:ΔSi=
i=1
i=1
n32(i-1)=n32[1+2+…+(n-1)]
=32·n-n 1.
n
(4)求极限:S=lim n→∞i=1
n32(i-1)=nli→m∞
32·n-n 1=32.
[点评] 要熟练掌握用定义求定积分的步骤. 你能利用定积分的定义求直线 x=1,x=2,y=0 和 曲线 y=x3 围成的图形的面积吗?答案:145.
定积分的几何意义
[例 2] (2010·深圳市调研)曲线 y=sinx,y=cosx 与 直线 x=0,x=π2所围成的平面区域的面积为( )
(3)利用微积分基本定理求定积分,有时需先化简, 再积分.
(4)利用定积分求曲线所围成平面图形的面积,要利 用数形结合的方法确定被积函数和积分上下限.
2.由两条直线 x=a、x=b(a<b)、 两 条 曲 线 y = f(x) 、 y = g(x)(f(x)≥g(x))围成的平面图形的 面积:
S=b[f(x)-g(x)]dx(如右图). a
二、解题技巧 1.(1)用定义求定积分的方法:分割、近似代替、求和、 取极限,可借助于求曲边梯形的面积、变力作功等案例,体 会定积分的基本思想方法. (2)用微积分基本定理求定积分,关键是找到满足 f ′(x) =f(x)的函数 F(x),利用求导运算与求原函数运算互为逆运 算的关系,运用基本初等函数求导公式和导数的四则运算法 则从反方向上求出 F(x).
第 四 节 定积分与微积分基本定理(理)
重点难点 重点:了解定积分的概念,能用定义法求简单的定 积分,用微积分基本定理求简单的定积分. 难点:用定义求定积分
知识归纳
1.定积分的定义
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 ζi(i=1,2,…,n),
a
f(x)dx 在几何上表示这个曲边梯形面积的相反数.
一般情况下(如右图),定 积分bf(x)dx 的几何意义是介
a
于 x 轴、函数 f(x)的图象以及 直线 x=a、x=b 之间各部分 面积的代数和,在 x 轴上方的面积取正号;在 x 轴下方 的面积取负号.
3.定积分的性质
kb
f(x)dx
(1)b kf(x)dx=
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