高中数学16微积分基本定理教案
(整理)学年高中数学16微积分基本定理学案选修2-2.
选修2-2 1.6 微积分基本定理一、选择题1.下列积分正确的是( )[答案] AA.214B.54 C.338D.218[答案] A[解析] ⎠⎛2-2⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+1x 4d x =⎠⎛2-2x 2d x +⎠⎛2-21x 4d x=13x 3| 2-2+⎝ ⎛⎭⎪⎫-13x -3| 2-2 =13(x 3-x -3)| 2-2 =13⎝ ⎛⎭⎪⎫8-18-13⎝ ⎛⎭⎪⎫-8+18=214.故应选A.3.⎠⎛1-1|x |d x 等于( )A.⎠⎛1-1x d xB.⎠⎛1-1d xC.⎠⎛0-1(-x )d x +⎠⎛01x d xD.⎠⎛0-1x d x +⎠⎛01(-x )d x[答案] C[解析] ∵|x |=⎩⎪⎨⎪⎧x (x ≥0)-x (x <0)∴⎠⎛1-1|x |d x =⎠⎛0-1|x |d x +⎠⎛01|x |d x=⎠⎛0-1(-x )d x +⎠⎛01x d x ,故应选C.4.设f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2(0≤x <1)2-x (1≤x ≤2),则⎠⎛02f (x )d x 等于( )A.34B.45C.56D .不存在[答案] C[解析] ⎠⎛02f (x )d x =⎠⎛01x 2d x +⎠⎛12(2-x )d x取F 1(x )=13x 3,F 2(x )=2x -12x 2,则F ′1(x )=x 2,F ′2(x )=2-x∴⎠⎛02f (x )d x =F 1(1)-F 1(0)+F 2(2)-F 2(1)=13-0+2×2-12×22-⎝ ⎛⎭⎪⎫2×1-12×12=56.故应选C.5.⎠⎛ab f ′(3x )d x =( )A .f (b )-f (a )B .f (3b )-f (3a ) C.13[f (3b )-f (3a )]D .3[f (3b )-f (3a )][答案] C[解析] ∵⎣⎢⎡⎦⎥⎤13f (3x )′=f ′(3x ) ∴取F (x )=13f (3x ),则⎠⎛abf ′(3x )d x =F (b )-F (a )=13[f (3b )-f (3a )].故应选C. 6.⎠⎛03|x 2-4|d x =( )A.213B.223 C.233D.253[答案] C[解析] ⎠⎛03|x 2-4|d x =⎠⎛02(4-x 2)d x +⎠⎛23(x 2-4)d x=⎝ ⎛⎭⎪⎫4x -13x 3| 20+⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 3-4x | 32=233.A .-32B .-12C.12D.32[答案] D[解析] ∵1-2sin2θ2=cos θ8.函数F (x )=⎠⎛0x cos t d t 的导数是( )A .cos xB .sin xC .-cos xD .-sin x[答案] A[解析] F (x )=⎠⎛0x cos t d t =sin t | x0=sin x -sin0=sin x .所以F ′(x )=cos x ,故应选A. 9.若⎠⎛0k (2x -3x 2)d x =0,则k =( )A .0B .1C .0或1D .以上都不对[答案] C[解析] ⎠⎛0k (2x -3x 2)d x =(x 2-x 3)| k 0=k 2-k 3=0,∴k =0或1.10.函数F (x )=⎠⎛0x t (t -4)d t 在[-1,5]上( )A .有最大值0,无最小值B .有最大值0和最小值-323C .有最小值-323,无最大值D .既无最大值也无最小值 [答案] B[解析] F (x )=⎠⎛0x (t 2-4t )d t =⎝ ⎛⎭⎪⎫13t 3-2t 2| x 0=13x 3-2x 2(-1≤x ≤5).F ′(x )=x 2-4x ,由F ′(x )=0得x =0或x =4,列表如下:可见极大值F (0)=0,极小值F (4)=-3.又F (-1)=-73,F (5)=-253∴最大值为0,最小值为-323. 二、填空题 11.计算定积分: ①⎠⎛1-1x 2d x =________②⎠⎛23⎝ ⎛⎭⎪⎫3x -2x 2d x =________③⎠⎛02|x 2-1|d x =________ ④⎠⎛0-π2|sin x |d x =________[答案] 23;436;2;1[解析] ①⎠⎛1-1x 2d x =13x 3| 1-1=23.②⎠⎛23⎝⎛⎭⎪⎫3x -2x 2d x =⎝ ⎛⎭⎪⎫32x 2+2x | 32=436.③⎠⎛02|x 2-1|d x =⎠⎛01(1-x 2)d x +⎠⎛12(x 2-1)d x=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -13x 3| 10+⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 3-x | 21=2.[答案] 1+π213.(2010·陕西理,13)从如图所示的长方形区域内任取一个点M (x ,y ),则点M 取自阴影部分的概率为________.[答案] 13[解析] 长方形的面积为S 1=3,S 阴=⎠⎛013x 2dx =x 3| 10=1,则P =S 1S 阴=13. 14.已知f (x )=3x 2+2x +1,若⎠⎛1-1f (x )d x =2f (a )成立,则a =________.[答案] -1或13[解析] 由已知F (x )=x 3+x 2+x ,F (1)=3,F (-1)=-1, ∴⎠⎛1-1f (x )d x =F (1)-F (-1)=4,∴2f (a )=4,∴f (a )=2.即3a 2+2a +1=2.解得a =-1或13.三、解答题15.计算下列定积分: (1)⎠⎛052x d x ;(2)⎠⎛01(x 2-2x )d x ;(3)⎠⎛02(4-2x )(4-x 2)d x ;(4)⎠⎛12x 2+2x -3x d x .[解析] (1)⎠⎛052x d x =x 2| 50=25-0=25.(2)⎠⎛01(x 2-2x )d x =⎠⎛01x 2d x -⎠⎛012x d x=13x 3| 10-x 2| 10=13-1=-23. (3)⎠⎛02(4-2x )(4-x 2)d x =⎠⎛02(16-8x -4x 2+2x 3)d x=⎝ ⎛⎭⎪⎫16x -4x 2-43x 3+12x 4| 20=32-16-323+8=403.(4)⎠⎛12x 2+2x -3x d x =⎠⎛12⎝⎛⎭⎪⎫x +2-3x d x=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 2+2x -3ln x | 21=72-3ln2.16.计算下列定积分:[解析] (1)取F (x )=12sin2x ,则F ′(x )=cos2x=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1-32=14(2-3).(2)取F (x )=x 22+ln x +2x ,则F ′(x )=x +1x+2.∴⎠⎛23⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1x 2d x =⎠⎛23⎝⎛⎭⎪⎫x +1x +2d x=F (3)-F (2)=⎝ ⎛⎭⎪⎫92+ln3+6-⎝ ⎛⎭⎪⎫12×4+ln2+4=92+ln 32.(3)取F (x )=32x 2-cos x ,则F ′(x )=3x +sin x17.计算下列定积分: (1)⎠⎛0-4|x +2|d x ;(2)已知f (x )=,求⎠⎛3-1f (x )d x 的值.[解析] (1)∵f (x )=|x +2|=∴⎠⎛0-4|x +2|d x =-⎠⎛-4-2(x +2)d x +⎠⎛0-2(x +2)d x=-⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 2+2x | -2-4+⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 2+2x | 0-2=2+2=4.(2)∵f (x )=∴⎠⎛3-1f (x )d x =⎠⎛0-1f (x )d x +⎠⎛01f (x )d x +⎠⎛12f (x )d x +⎠⎛23f (x )d x =⎠⎛01(1-x )d x +⎠⎛12(x -1)d x=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -x 22| 10+⎝ ⎛⎭⎪⎫x 22-x | 21 =12+12=1. 18.(1)已知f (a )=⎠⎛01(2ax 2-a 2x )d x ,求f (a )的最大值;(2)已知f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),且f (-1)=2,f ′(0)=0,⎠⎛01f (x )d x =-2,求a ,b ,c 的值.[解析] (1)取F (x )=23ax 3-12a 2x 2则F ′(x )=2ax 2-a 2x ∴f (a )=⎠⎛01(2ax 2-a 2x )d x=F (1)-F (0)=23a -12a 2=-12⎝ ⎛⎭⎪⎫a -232+29∴当a =23时,f (a )有最大值29.(2)∵f (-1)=2,∴a -b +c =2① 又∵f ′(x )=2ax +b ,∴f ′(0)=b =0② 而⎠⎛01f (x )d x =⎠⎛01(ax 2+bx +c )d x取F (x )=13ax 3+12bx 2+cx则F ′(x )=ax 2+bx +c∴⎠⎛01f (x )d x =F (1)-F (0)=13a +12b +c =-2③解①②③得a =6,b =0,c =-4.。
人教版高中数学微积分基本定理教案2023
人教版高中数学微积分基本定理教案2023一、教学目标通过本节课的学习,学生能够:1. 理解微积分的基本概念和基本定理;2. 掌握微积分中的积分运算方法;3. 运用微积分的基本定理解决实际问题。
二、教学重点1. 微积分的基本概念和基本定理;2. 积分运算方法的应用;3. 实际问题的解决方法。
三、教学准备1. 教材《人教版高中数学》;2. 多媒体投影仪;3. 黑板、彩色粉笔;4. 练习题和例题。
四、教学过程1. 导入通过引入实例或问题,激发学生的学习兴趣。
例如,通过提问“你们认为微积分在哪些领域中发挥了重要作用?”来引导学生思考。
2. 知识讲解(1)微积分的基本概念首先,向学生介绍微积分的定义和基本概念,包括导数、积分等,并解释它们的含义和重要性。
(2)微积分的基本定理接着,讲解微积分的基本定理,包括牛顿-莱布尼茨公式和微积分基本定理第一、第二部分的表述和意义,并结合实例进行说明。
(3)积分运算方法的应用介绍积分运算的基本规则和方法,包括基本积分法、换元积分法等,并通过例题讲解如何应用这些方法进行积分运算。
3. 案例分析通过一个实际问题的案例分析,引导学生将所学的微积分知识应用于实际问题的解决过程。
例如,通过一个曲线下面积的计算问题来帮助学生理解微积分在求解实际问题中的作用。
4. 练习与巩固让学生进行一些练习题,巩固所学的微积分知识和运算方法,并及时进行解答和讲解,帮助学生加深对知识的理解和掌握。
5. 拓展延伸对于学习进度较快的学生,可以提供一些拓展性的问题,让他们深入思考和发散思维,进一步探讨微积分的应用领域和相关知识。
六、课堂总结通过本节课的学习,学生应该对微积分的基本概念和基本定理有了初步的了解,并能够应用微积分的基本运算方法解决实际问题。
七、课后作业布置一定数量的练习题和思考题,让学生在课后进行巩固和拓展练习。
八、板书设计板书内容包括微积分的基本概念、基本定理以及积分运算方法的应用公式等。
九、教学反思本节课通过引入实例和问题,结合理论讲解和实际问题分析,使学生能够理解微积分的基本概念和基本定理,并掌握应用积分运算方法解决实际问题的能力。
人教版高中数学微积分的基本定理教案2023
人教版高中数学微积分的基本定理教案2023一、教学目标通过本节课的学习,使学生掌握微积分的基本定理,具体包括:1. 理解微积分的基本概念和思想;2. 掌握积分的基本性质和计算方法;3. 理解定积分与不定积分之间的关系;4. 能够运用基本定理解决实际问题。
二、教学重点与难点1. 教学重点:掌握微积分的基本定义与基本性质;理解基本定理的概念及其应用方法;熟练运用基本定理解决实际问题。
2. 教学难点:理解定积分与不定积分之间的关系;灵活应用基本定理解决复杂问题。
三、教学准备1. 教师准备:备好课件、教材及练习题;准备相关教具、实例和案例。
2. 学生准备:预习教材内容,并做好相关习题。
四、教学过程及方法本节课采用讲授与实践相结合的教学方法,分为以下几个环节:1. 导入:通过提问的方式,引出微积分的基本概念和应用背景。
2. 理论讲解:a. 介绍微积分的基本定义和思想,包括导数和积分的概念。
b. 讲解积分的基本性质,如线性性质、换元积分法等。
c. 引入基本定理,并解释其意义和应用。
3. 实例演练:a. 列举一些基本的定积分和不定积分,通过具体的计算过程,帮助学生理解定积分与不定积分之间的关系。
b. 针对不同类型的实例题,引导学生运用基本定理解决问题,培养独立思考和分析问题的能力。
4. 拓展延伸:通过给学生一些挑战性的练习题,提高他们的思维能力和解题技巧。
5. 归纳总结:对本节课的重点知识进行归纳总结,并强调学生在复习时需要重点掌握的要点。
六、教学反思通过本节课的教学,学生对微积分的基本定理有了较好的理解,并能够熟练运用基本定理解决一些实际问题。
同时,通过实例演练和拓展延伸,增强了学生的数学思维能力和解题技巧。
在教学过程中,我注意到一些学生对定积分与不定积分之间的关系理解不深,需要进一步加强讲解和练习。
下次教学时,我将更加注重对这一知识点的讲解和巩固。
微积分基本定理 说课稿 教案 教学设计
微积分基本定理一、教学目标:知识与技能:1.通过实例,直观了解微积分基本定理的内容,会用牛顿-莱布尼兹公式求简单的定积分2.通过实例探求微分与定积分间的关系,体会微积分基本定理的重要意义过程与方法:通过微积分基本定理的学习,体会事物间的相互转化、对立统一的辩证关系,培养学生辩证唯物主义观点,提高理性思维能力。
情感、态度与价值:让学生探索、发现数学知识和掌握数学知识的内在规律的过程中不,不断获得成功积累愉快的体验,不断增进学习数学的兴趣,同时还通过探索这一活动培养学生善于和他人合作的精神.二、教学重点、难点重点:通过探究变速直线运动物体的速度与位移的关系,使学生直观了解微积分基本定理的含义,并能正确运用基本定理计算简单的定积分。
难点:了解微积分基本定理的含义。
三、教学模式与教法、学法教学模式:本课采用“探究——发现”教学模式.教师的教法:利用多媒体辅助教学,突出活动的组织设计与方法的引导.“抓三线”,即(一)知识技能线(二)过程与方法线(三)能力线.“抓两点”,即一抓学生情感和思维的兴奋点,二抓知识的切入点.学法:突出探究、发现与交流.四、教学过程n有没有计算定积分的更直接方法,也是比较一般的方法呢?(1)下面以变速直线运动中位置函数与速度函数之间的联系为例:设一物体沿直线作变速运动,在时刻t 时物体所在位置为S(t),速度为v(t)(()v t o ≥),则物体在时间间隔12[,]T T 内经过的路程可用速度函数表示为21()T T v t dt ⎰。
另一方面,这段路程还可以通过位置函数S (t )在12[,]T T 上的增量12()()S T S T -来表达,即21()T T v t dt ⎰=12()()S T S T - ()()S t v t '=。
3.微积分基本定理对于一般函数()f x ,设()()F x f x '=,是否也有()()()baf x dx F b F a =-⎰?若上式成立,我们就找到了用()f x 的原函数(即满足()()F x f x '=)的数值差()()F b F a -来计算()f x 在[,]a b 上的定积分的方法。
微积分基本定理 说课稿 教案 教学设计
微积分基本定理【学习目标】1.理解微积分基本定理的含义。
2.能够利用微积分基本定理求解定积分相关问题。
【要点梳理】要点一、微积分基本定理的引入我们已学过过用定积分定义计算定积分,但其计算过程比较复杂,所以不是求定积分的一般方法。
我们必须寻求计算定积分的新方法,也是比较一般的方法。
(1)导数和定积分的直观关系:如下图:一个做变速直线运动的物体的运动规律是s=s (t ),由导数的概念可知,它在任意时刻t 的速度v (t )=s '(t )。
设这个物体在时间段[a ,b]内的位移为s ,你能分别用 s (t )、v (t )表示s 吗?一方面,这段路程可以通过位置函数S (t )在[a ,b]上的增量s (b )-s (a )来表达, 即 s=s (b )-s (a )。
另一方面,这段路程还可以通过速度函数v (t )表示为 ()d bav t t ⎰,即 s =()d bav t t ⎰。
所以有: ()d bav t t =⎰s (b )-s (a )(2)导数和定积分的直观关系的推证:上述结论可以利用定积分的方法来推证,过程如下:如右图:用分点a=t 0<t 1<…<t i -1<t i <…<t n =b , 将区间[a ,b]等分成n 个小区间:[t 0,t 1],[t 1,t 2],…,[t i ―1,t i ],…,[t n ―1,t n ], 每个小区间的长度均为1i i b at t t n--∆=-=。
当Δt 很小时,在[t i ―1,t i ]上,v (t )的变化很小,可以认为物体近似地以速度v (t i ―1)做匀速运动,物体所做的位移111()'()'()i i i i i b as h v t t s t t s t n----∆≈=∆=∆=。
② 从几何意义上看,设曲线s=s (t )上与t i ―1对应的点为P ,PD 是P 点处的切线,由导数的几何意义知,切线PD 的斜率等于s '(t i ―1),于是1tan '()i i i s h DPC t s t t -∆≈=∠⋅∆=⋅∆。
高中数学 1.6 微积分基本定理学案 新人教A版选修2-2
1.6 微积分基本定理学习目标:1.了解导数与定积分的关系以及微积分基本定理的含义.(重点、易混点)2.掌握微积分基本定理,会用微积分基本定理求定积分.(重点、难点)[自 主 预 习·探 新 知]1.微积分基本定理=的函数[提示]不唯一,如F 1(x )=x +1,F 2(x )=x +5,…等其导数为1,故F (x )不唯一. 2.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)当曲边梯形在x 轴上方时,如图161①,则⎠⎛a b f (x )d x =S 上.(2)当曲边梯形在x 轴下方时,如图161②,则⎠⎛ab f (x )d x =-S 下.(3)当曲边梯形在x 轴上方、x 轴下方均存在时,如图161③,则⎠⎛ab f (x )d x =S 上-S 下,若S 上=S 下,则⎠⎛ab f (x )d x =0.图① 图② 图③图161[基础自测]1.思考辨析(1)若⎠⎛a b f (x )d x =⎠⎛ab g (x )d x ,则f (x )=g (x )( )(2)应用微积分基本定理求定积分的值时,为了计算方便通常取原函数的常数项为0.( )(3)应用微积分基本定理求定积分的值时,被积函数在积分区间上必须是连续函数.( )[答案] (1)× (2)√ (3)√2.若a =⎠⎛01(x -2)d x ,则被积函数的原函数为( )A .f (x )=x -2B .f (x )=x -2+C C .f (x )=12x 2-2x +CD .f (x )=x 2-2x[答案] C 3.cos x d x =________.[解析][答案] 14.如图162,定积分⎠⎛a b f (x )d x 的值用阴影面积S 1,S 2,S 3表示为⎠⎛ab f (x )d x =________.【导学号:31062090】图162[解析] 根据定积分的几何意义知⎠⎛abf (x )d x =S 1-S 2+S 3. [答案] S 1-S 2+S 3[合 作 探 究·攻 重 难](1)⎠⎛01(2x +e x)d x ;(2)⎠⎛12⎝ ⎛⎭⎪⎫1x-3cos x d x ; (3)⎝ ⎛⎭⎪⎫sin x 2-cos x 22d x ;(4)⎠⎛03(x -3)(x -4)d x .[解] (1)⎠⎛01(2x +e x )d x =(x 2+e x )=(1+e 1)-(0+e 0)=e.(2)⎠⎛12⎝ ⎛⎭⎪⎫1x-3cos x d x =(ln x -3sin x )| 21=(ln 2-3sin 2)-(ln 1-3sin 1) =ln 2-3sin 2+3sin 1. (3)∵⎝ ⎛⎭⎪⎫sin x2-cos x 22=1-2sin x 2cos x2=1-sin x ,=⎝⎛⎭⎪⎫π2+cos π2-(0+cos 0)=π2-1. (4)∵(x -3)(x -4)=x 2-7x +12, ∴⎠⎛03(x -3)(x -4)d x=⎠⎛03(x 2-7x +12)d x⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 3-72x 2+12x=27-632+36=632.[规律方法] 当被积函数为两个函数的乘积或乘方形式时一般要转化为和的形式,便于求得函数F x由微积分基本定理求定积分的步骤第一步:求被积函数f x的一个原函数F x ;第二步:计算函数的增量F b -Fa[跟踪训练]1.计算下列定积分. (1)⎠⎛12⎝ ⎛⎭⎪⎫x -x 2+1x d x ;(2) ⎝ ⎛⎭⎪⎫cos 2x2-sin 2x 2d x ; (3)⎠⎛49x (1+x )d x .【导学号:31062091】[解] (1)⎠⎛12⎝⎛⎭⎪⎫x -x 2+1x d x =⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2-x 33+ln x=⎝ ⎛⎭⎪⎫4-83+ln 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13=ln 2+23.=⎝ ⎛⎭⎪⎫23×27+812-⎝ ⎛⎭⎪⎫23×8+162=⎝ ⎛⎭⎪⎫18+812-163-8 =2716(1)f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧sin x ,0≤x <π2,1,π2≤x ≤2,x -1,2<x ≤4,求⎠⎛04f (x )d x ;(2)⎠⎛02|x 2-1|d x .[思路探究] (1)按f (x )的分段标准,分成⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,π2,⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,2,(2,4]三段求定积分,再求和.(2)先去掉绝对值号,化成分段函数,再分段求定积分.[解] (1)(x -1)d x =(-cos x )=1+⎝⎛⎭⎪⎫2-π2+(4-0)=7-π2.(2)⎠⎛02|x 2-1|d x =⎠⎛01(1-x 2)d x +⎠⎛12(x 2-1)d x=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -13x 3| 1+⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 3-x | 21=2.[规律方法] 1.本例(2)中被积函数f (x )含有绝对值号,可先求函数f (x )的零点,结合积分区间,分段求解.2.分段函数在区间[a ,b ]上的定积分可分成n 段定积分和的形式,分段的标准可按照函数的分段标准进行.3.带绝对值号的解析式,可先化为分段函数,然后求解. [跟踪训练]2.(1)f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1+2x ,0≤x ≤1,x 2,1<x ≤2,求⎠⎛02f (x )d x .(2)求|x 2-x |d x 的值.【导学号:31062092】[解] (1)⎠⎛02f (x )d x =⎠⎛01(1+2x )d x +⎠⎛12x 2d x=(x +x 2)=2+73=133.(2)∵|x 2-x |=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-x ,-2≤x <0,x -x 2,0≤x ≤1,x 2-x ,1<x ≤2,∴|x 2-x |d x=143+16+56=173.[探究问题]1.求f (a )=⎠⎛01(2ax 2-a 2x )d x 的表达式.提示:f (a )=⎠⎛01(2ax 2-a 2x )d x =⎝ ⎛⎭⎪⎫23ax 3-12a 2x 2=23a -12a 2. 2.试求f (a )取得最大时a 的值. 提示:f (a )=23a -12a 2=-12⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2-43a +49+29=-12⎝ ⎛⎭⎪⎫a -232+29,∴当a =23时,f (a )的最大值为29.(1)已知t >0,f (x )=2x -1,若⎠⎛0t f (x )d x =6,则t =________.(2)已知2≤⎠⎛12(kx +1)d x ≤4,则实数k 的取值范围为________.[解] (1)⎠⎛0t f (x )d x =⎠⎛0t (2x -1)d x =t 2-t =6,解得t =3或-2,∵t >0,∴t =3.(2)⎠⎛12(kx +1)d x =⎝ ⎛⎭⎪⎫12kx 2+x =32k +1.由2≤32k +1≤4,得23≤k ≤2.母题探究:1.(变条件)若将例3(1)中的条件改为⎠⎛tf (x )d x =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫t 2,求t . [解] 由⎠⎛0t f (x )d x =⎠⎛0t (2x -1)d x=t 2-t ,又f ⎝ ⎛⎭⎪⎫t 2=t -1, ∴t 2-t =t -1,得t =1.2.(变条件)若将例3(1)中的条件改为⎠⎛0t f (x )d x =F (t ),求F (t )的最小值.[解] F (t )=⎠⎛0t f (x )d x =t 2-t=⎝ ⎛⎭⎪⎫t -122-14(t >0), 当t =12时,F (t )min =-14.[规律方法] 利用定积分求参数应注意的问题利用定积分求参数时,注意方程思想的应用.一般地,首先要弄清楚积分变量和被积函数.当被积函数中含有参数时,必须分清常数和变量,再进行计算,其次要注意积分下限小于积分上限.[当 堂 达 标·固 双 基]1.下列值等于1的是( )【导学号:31062093】A.⎠⎛01x d xB.⎠⎛01(x +1)d xC.⎠⎛011d xD.⎠⎛0112d x C [选项A ,因为⎝ ⎛⎭⎪⎫x 22′=x ,所以⎠⎛01x d x =x 22=12; 选项B ,因为⎝ ⎛⎭⎪⎫x 22+x ′=x +1,所以⎠⎛01(x +1)d x =⎝ ⎛⎭⎪⎫x 22+x =32;选项C ,因为x ′=1,所以⎠⎛011d x =x =1;选项D ,因为⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ′=12,所以⎠⎛0112d x =12x =12.] 2.若⎠⎛1a ⎝⎛⎭⎪⎫2x +1x d x =3+ln 2,则a 的值是( )A .5B .4C .3D .2D [⎠⎛1a ⎝⎛⎭⎪⎫2x +1x d x =()x 2+ln x =a 2+ln a -1,∴a 2-1=3,且ln a =ln 2,故a =2.]3.⎠⎛02⎝⎛⎭⎪⎫x 2-23x d x =________.【导学号:31062094】[解析] ⎠⎛02⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2-23x d x =⎠⎛02x 2d x -⎠⎛0223x d x=x 33-x 23=83-43=43[答案] 434.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+1,0≤x <1,3-x ,1≤x ≤2,则⎠⎛02f (x )d x =________.[解析] ⎠⎛02f (x )d x =⎠⎛01(x 2+1)d x +⎠⎛12(3-x )d x =⎝ ⎛⎭⎪⎫x 33+x +⎝ ⎛⎭⎪⎫3x -x 22=176.[答案]1765.已知f (x )是二次函数,其图象过点(1,0),且f ′(0)=2,⎠⎛01f (x )d x =0,求f (x )的解析式.[解] 设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0), ∴a +b +c =0. ∵f ′(x )=2ax +b , ① ∴f ′(0)=b =2.②⎠⎛01f (x )d x =⎠⎛01(ax 2+bx +c )d x =⎝ ⎛⎭⎪⎫13ax 3+12bx 2+cx=13a +12b +c =0.③由①②③得⎩⎪⎨⎪⎧a =-32,b =2,c =-12,∴f (x )=-32x 2+2x -12.。
微积分基本定理 教学设计 教案
1. 教学目标1、能说出微积分基本定理。
2、能运用微积分基本定理计算简单的定积分。
3、能掌握微积分基本定理的应用。
4、会用牛顿-莱布尼兹公式求简单的定积分。
2. 教学重点/难点教学重点:通过探究变速直线运动物体的速度与位移的关系,使学生直观了解微积分基本定理的含义,并能正确运用基本定理计算简单的定积分。
教学难点:微积分基本定理以及利用定理求复合函数定积分的计算。
3. 教学用具多媒体、板书4. 标签一、复习引入【师】同学们,我们来复习一下上节课的内容,请同学们回答以下几个问题:1.我们如何确定曲线上一点处切线的斜率呢?2.如何求曲线下方的面积?3.用“以直代曲”解决问题的思想和具体操作过程是什么呢?求由连续曲线y=f(x)对应的曲边梯形面积的方法【板书】用“以直代曲”解决问题的思想和具体操作过程:分割I以百代曲]—►,作和匚事I逼近二、新知介绍【1】微积分基本定理【师】同学们刚刚接触到积分,那么大家通过阅读课本来找出什么是微积分基本定理呢?【生】讨论回答【师】如果£(媒)是在区间回句上的壁画数,并且F1■⑶=的,则J:fG)dx=F(b)-F(江记!F(b)-F(^)=F㈤|>贝山『欧)收=Fg|:=F(b)—F⑷/值)是F㈤的导函数,F(>茂处)的原函数.【板书】1.f(x)dx=F(b3-7(a)记:F(b)-F(a)=F(x)|^【板演/PPT】例1:计算下列定积分?(1)J::dx(2)/;2xdx【师】同学们在练习本上先试着算一下,看看能不能计算出这两个定积分的值?【生】思考讨论【师】请大家注意,一定要按照定积分基本定理来做呢?(然后,演板)2、知识探究(1)微积分基本定理求定积分的一种基本方法,其关键是求出被积函数的原函数,特别注意:y=抑原函数是y=In(x)(2)求定积分时要注意积分变量,有时在被积函数中含有参数,但它不一定是积分变量。
(3)定积分的值可以是任意实数。
例2:计算定积分【师】同学们根据向量基本定理然后仔细的想一下,计算出结果【生】思考讨论【师】请大家注意,一定要按照向量的定义来做哦。
(完整版)高中数学:1.6-微积分基本定理(教案)
微积分基本定理一、教课目的知识与技术目标:经过实例,直观认识微积分基本定理的含义,会用牛顿 - 莱布尼兹公式求简单的定积分过程与方法:经过实例体会用微积分基本定理求定积分的方法感情态度与价值观:经过微积分基本定理的学习,领会事物间的互相转变、对峙一致的辩证关系,培育学生辩证唯心主义看法,提升理性思想能力。
二、教课重难点要点经过研究变速直线运动物体的速度与位移的关系,使学生直观认识微积分基本定理的含义,并能正确运用基本定理计算简单的定积分。
难点认识微积分基本定理的含义三、教课过程1、复习:定积分的看法及用定义计算2、引入新课:我们讲过用定积分定义计算定积分 , 但其计算过程比较复杂,因此不是求定积分的一般方法。
我们一定追求计算定积分的新方法,也是比较一般的方法。
变速直线运动中地点函数与速度函数之间的联系设一物体沿直线作变速运动,在时辰 t 时物体所在地点为S(t), 速度为 v(t) (v(t) o),则物体在时间间隔 [T1, T2 ] 内经过的行程可用速度函数表示为T2v(t) dt 。
T1另一方面,这段行程还能够经过地点函数S( t )在[T1,T2]上的增量S(T1) S(T2 ) 来表达,即T2v(t) dt =S(T1)S(T2 )T1而 S (t) v(t ) 。
关于一般函数 f ( x) ,设 F (x) f (x) ,能否也有bF (a)f (x)dx F (b)a若上式成立,我们就找到了用 f ( x) 的原函数(即满足 F ( x) f (x) )的数值差F (b) F (a) 来计算 f ( x) 在 [ a, b] 上的定积分的方法。
注: 1:定理假如函数 F ( x) 是 [ a, b] 上的连续函数 f ( x) 的随意一个原函数,则bF (b) F (a)f (x) dxa(x) = x证明:因为 f (t)dt 与F ( x)都是 f (x)的原函数,故aF ( x) - (x) =C(a x b )此中 C为某一常数。
数学:《定积分与微积分基本定理》教案
定积分与微积分基本定理一. 教学内容:定积分与微积分基本定理二. 教学目的:1. 了解定积分的定义和定积分的几何意义;2. 会用定积分求一些平面图形的面积,变速直线运动的路程,变力所做的功。
三. 重点、难点:定积分的定义和定积分的几何意义;微积分基本定理。
[知识分析]知识点1:定积分的定义1. 定积分的定义是由实际问题抽象概括出来的.它的解决过程充分体现了变量“由直到曲”、“由近似到精确”、“由有限到无限”的极限的思想方法,定积分是由实际问题中提出的,对定积分概念说明如下: (1)把闭区间[a ,6]用n +1个分点(包括两个端点0n x a,x b ==)分为任意n 个小区间,并非要求一定分成n 等份,只是在有的问题中,为了解题方便,才用n 等分的方法去布列分点. (2)在每个小区间i x ∆上,点ξ的取法是任意的,它可以取在小区间的中点,即i i 1i x x 2-+ξ=,也可以取在小区间的两个端点,即i i x ξ=或i i 1x -ξ=,还可以取在小区间的其他任何位置(i =1,2,…,n ). (3)从几何意义上讲,i i f ()x ξ⋅∆(i =1,2,…,n )表示以i x ∆为底边,以i f ()ξ为高的第i 个小矩形的面积,而不是第i 个小曲边梯形的面积,和式n 1iii 0f ()x-=ξ⋅∆∑表示n 个小矩形的面积的和,而不是真正的曲边梯形的面积,不过,和式n 1iii 0f ()x-=ξ⋅∆∑可以近似地表示曲边梯形的面积,一般说来,分法越细,近似程度也就越高. (4)总和n 1iii 0f ()x-=ξ⋅∆∑取极限时的极限过程为“i x 0∆→”(n →∞),当分割无限变细,即n →∞时,不一定能保证和式n 1iii 0f ()x-=ξ⋅∆∑的极限值就是曲边梯形的面积,只有在分点无限增多的同时,保证每个小区间的长度也无限地缩小,才是真正的曲边梯形的面积.(5)定积分是一个比较复杂的极限过程的极限值,定义n 1bi iax 0i 0f (x)dx lim f ()x -∆→==ξ⋅∆∑⎰实际上给出了定积分baf (x)dx⎰的一个计算方法,在实际问题中,由于它太繁琐,故很少使用.2. 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,即bb ba a a f (x)dx f (u)du f (t)dt ===⎰⎰⎰(称为积分形式的不变性),另外定积分baf (x)dx⎰与积分区间[a ,b ]息息相关,不同的积分区间,定积分的积分上、下限不同,所得的值也不同,例如12(x1)dx+⎰与320(x 1)dx+⎰的值就不同。
定积分与微积分基本定理》教案
《定积分与微积分基本定理》教案一、教学目标1. 理解定积分的概念,掌握定积分的计算方法。
2. 掌握微积分基本定理,了解其应用。
3. 能够运用微积分基本定理解决实际问题。
二、教学内容1. 定积分的概念:定积分是函数在区间上的积累量,用符号∫表示。
2. 定积分的计算方法:牛顿-莱布尼茨公式、换元法、分部积分法等。
3. 微积分基本定理:微积分基本定理是定积分与导数之间的关系,表述为∫(f'(x)dx) = F(b) F(a),其中F(x) 是f(x) 的一个原函数。
4. 微积分基本定理的应用:求解曲线下的面积、弧长、质心等问题的计算。
三、教学重点与难点1. 教学重点:定积分的概念、计算方法,微积分基本定理的理解与应用。
2. 教学难点:微积分基本定理的证明,定积分的计算方法的综合运用。
四、教学方法1. 讲授法:讲解定积分的概念、计算方法,微积分基本定理的证明。
2. 案例分析法:分析实际问题,引导学生运用微积分基本定理解决。
3. 练习法:课堂练习与课后作业,巩固所学知识。
五、教学安排1. 第一课时:定积分的概念与计算方法。
2. 第二课时:微积分基本定理的证明。
3. 第三课时:微积分基本定理的应用。
4. 第四课时:定积分的综合练习。
六、教学策略1. 互动讨论:鼓励学生提问,师生共同探讨定积分与微积分基本定理的相关问题。
2. 小组合作:同学之间分工合作,共同完成定积分的计算和应用问题。
3. 利用多媒体:通过动画、图像等直观展示定积分的几何意义和应用。
七、教学评价1. 课堂问答:检查学生对定积分概念、计算方法和微积分基本定理的理解。
2. 课后作业:布置有关定积分的计算和应用问题,检验学生掌握程度。
3. 课程报告:要求学生选择一个实际问题,运用微积分基本定理进行解决,以此评估学生的实际应用能力。
八、教学资源1. 教材:选用权威、实用的教材,如《微积分学导论》等。
2. 辅导资料:提供定积分与微积分基本定理的相关习题及解答。
高中数学教案 1.6微积分基本定理第1课时
§1.6.1微积分基本定理【学情分析】:学生已经在高一学习了物理中的匀速直线运动的速度与位移的关系,并且在前一节课通过学习了“已知物体的速度与时间的关系,求其在一定时间内经过的路程”,得到定积分的概念以及求法.学生必然会提出:如果每次求定积分都按“四部曲”求解是一件很麻烦的事情.利用学生的疑问,激发他们的探究精神学习微积分基本定理.以学生现有的知识水平对于微积分基本定理的严密证明是存在着一定难度的,而突破难点在于让学生主动去探索,体会微积分基本公式的导出以及利用它来计算简单的定积分,这样才能从真正意义上把握该定理的含义,提高学生的能力,体现学生的主体地位.【教学目标】:(1)知识与技能:了解微积分基本定理的含义(2)过程与方法:运用基本定理计算简单的定积分(3)情感态度与价值观:通过微积分基本定理的学习,体会事物间的相互转化、对立统一的辩证关系,培养学生辩证唯物主义观点,提高理性思维能力.【教学重点】:通过探究变速直线运动物体的速度与位移的关系,使学生直观了解微积分基本定理的含义,并能正确运用基本定理计算简单的定积分【教学难点】:了解微积分基本定理的含义.教学环节教学活动设计意图一、提出问题(1)你能用定义计算211d xx⎰吗?师:我们首先回忆昨天怎样计算13dx x⎰?提示:快速阅读课本P52例题1.生:利用定义进行计算,分四步:①分割;②近似代替,③作和;④取极限.师:利用定义计算13dx x⎰时,需要使用32211(1)4nii n n==+∑这一结果,技巧性较强.师:能否按照定义计算211d xx⎰?生(或师):需要求111121n n n++++-L的和,而这个“和”是“求不出”的,因此用定义就算不出211d xx⎰的结果.师:从这个事实我们有这样一个感觉,尽管我们的被积函数简单(如31(),()f x x f xx==),但是利用定义求它们的定积分依然会很困难,甚至“求”不出.师:我们知道加法的逆运算是减法.乘法的逆运算是除法,引导学生思考用定义计算定积分的困难及其原因.而两向量的加法运算和减法运算是互为逆运算.类似地提出问题:求定积分运算有没有逆运算,如果有,它的逆运算我们如何去定义?师:数学也是一门应用的科学,如果微积分难以在实际中应用,那么欧洲的十七世纪的科学也不会得到那么快的发展.我们的前辈牛顿和莱布尼茨分别独立有效的创立了微积分的基本定理和运算法则,从而使微积分能普遍应用于科学实践.师:前辈们是如何发现微积分基本定理呢?现在我们不妨循着前辈足迹走一走.前辈经过思考,发现导数和定积分有某种联系.师:我们可以看看下面的一些事实:我们知道,如果是匀速直线运动速度函数0()v t v =,那么在直线0()v t v =下方的面积S 就是位移0S vt =;如果匀变速直线运动速度函数为()v t at =,同样在直线()v t at =下方的面积S就是位移2012S at =。
微积分基本定理教案
微积分基本定理教案教案标题:微积分基本定理教案教学目标:1. 理解微积分基本定理的概念和意义;2. 掌握微积分基本定理的两个部分:第一部分——积分与原函数的关系,第二部分——定积分的计算;3. 能够运用微积分基本定理解决与函数积分和定积分相关的问题。
教学准备:1. 教材:微积分教材;2. 教具:黑板、粉笔、投影仪;3. 学生辅助教学资料:练习题、习题答案。
教学过程:一、导入(5分钟)1. 利用导数的概念引出积分的概念,复习导数的定义和求导法则。
2. 提问学生:如果已知一个函数的导数,能否还原出原函数?为什么?二、讲解微积分基本定理的第一部分(10分钟)1. 定义积分和原函数的关系:如果函数F(x)在[a, b]上连续,且F'(x) = f(x),则∫[a, b] f(x) dx = F(b) - F(a)。
2. 通过例题演示如何利用微积分基本定理第一部分求函数的不定积分。
三、练习与讨论(15分钟)1. 分发练习题,让学生独立完成。
2. 学生互相交流,讨论解题思路和答案。
3. 对部分练习题进行讲解和解答,引导学生理解微积分基本定理的应用。
四、讲解微积分基本定理的第二部分(10分钟)1. 定义定积分的概念:如果函数f(x)在[a, b]上连续,则∫[a, b] f(x) dx表示函数f(x)在[a, b]上的面积或曲线长度。
2. 引出微积分基本定理的第二部分:如果函数f(x)在[a, b]上连续,且F(x)是f(x)的一个原函数,则∫[a, b] f(x) dx = F(b) - F(a)。
3. 通过例题演示如何利用微积分基本定理第二部分计算定积分。
五、练习与讨论(15分钟)1. 分发练习题,让学生独立完成。
2. 学生互相交流,讨论解题思路和答案。
3. 对部分练习题进行讲解和解答,巩固学生对微积分基本定理的掌握。
六、拓展应用(10分钟)1. 提供一些实际问题,引导学生运用微积分基本定理解决与函数积分和定积分相关的问题。
《定积分与微积分基本定理》教案
《定积分与微积分基本定理》教案第一章:定积分的概念1.1 引入定积分的概念解释定积分的定义强调定积分表示的是平面区域内曲线与x轴之间区域的面积1.2 定积分的性质介绍定积分的性质,如可加性、保号性等通过图形演示定积分的性质1.3 定积分的计算介绍定积分的计算方法,如牛顿-莱布尼茨公式演示如何计算常见函数的定积分第二章:微积分基本定理2.1 微积分基本定理的引入解释微积分基本定理的概念强调微积分基本定理是定积分与原函数的关系2.2 微积分基本定理的证明讲解微积分基本定理的证明过程强调证明中重要的极限概念2.3 微积分基本定理的应用介绍如何利用微积分基本定理求解定积分演示如何应用微积分基本定理解决实际问题第三章:定积分的换元法3.1 换元法的引入解释换元法的概念和作用强调换元法可以简化定积分的计算3.2 换元法的步骤介绍换元法的具体步骤通过例子演示换元法的应用3.3 换元法的常见类型介绍常见的换元法类型,如代数换元、三角换元等强调不同类型换元法的适用场景第四章:定积分的分部积分法4.1 分部积分的引入解释分部积分法的概念和作用强调分部积分法可以简化定积分的计算4.2 分部积分的步骤介绍分部积分的具体步骤通过例子演示分部积分的应用4.3 分部积分的常见类型介绍常见的分部积分类型,如基本分部积分、进位分部积分等强调不同类型分部积分的适用场景第五章:定积分的应用5.1 定积分在几何中的应用介绍定积分在几何中的应用,如计算曲线围成的面积强调定积分在几何中的重要性5.2 定积分在物理中的应用介绍定积分在物理中的应用,如计算物体的体积强调定积分在物理中的实际意义5.3 定积分在其他领域的应用介绍定积分在其他领域的应用,如经济学、生物学等强调定积分在不同领域中的广泛应用第六章:定积分的极限条件6.1 引入定积分的极限条件解释定积分的极限条件概念强调定积分的极限条件对于定积分计算的重要性6.2 定积分的收敛性讲解定积分的收敛性及其判断方法强调定积分的收敛性与发散性的区别6.3 定积分的绝对收敛与条件收敛介绍定积分的绝对收敛与条件收敛的概念强调判断定积分的绝对收敛与条件收敛的方法第七章:定积分的数值计算7.1 引入定积分的数值计算解释定积分的数值计算概念及意义强调定积分的数值计算在实际应用中的重要性7.2 梯形公式与辛普森公式介绍梯形公式与辛普森公式的概念及应用强调两种公式的优缺点及其适用场景7.3 数值计算方法的改进讲解数值计算方法的改进途径,如自适应细分法强调改进方法在提高计算精度方面的作用第八章:定积分在实际问题中的应用8.1 定积分在物理学中的应用介绍定积分在物理学中的应用,如求解物体的速度、位移等问题强调定积分在物理学中的实际意义8.2 定积分在经济学中的应用介绍定积分在经济学中的应用,如计算最大收益、最优化问题等强调定积分在经济学中的重要作用8.3 定积分在其他领域中的应用介绍定积分在生物学、环境科学等领域的应用强调定积分在不同领域中的广泛应用价值第九章:定积分的进一步拓展9.1 双重定积分引入双重定积分概念强调双重定积分表示的是空间区域内曲面与坐标平面之间区域的体积9.2 双重定积分的计算介绍双重定积分的计算方法,如双重牛顿-莱布尼茨公式演示如何计算常见函数的双重定积分9.3 三重定积分与多重定积分介绍三重定积分与多重定积分的概念及计算方法强调多重定积分在更高维度问题中的应用回顾本章所学内容,强调定积分与微积分基本定理的关键点提醒学生注意定积分在实际问题中的应用10.2 定积分的拓展学习推荐学生进一步学习的内容,如数值计算方法、多重积分等强调定积分在数学及其它领域中的广泛应用,激发学生的学习兴趣重点和难点解析重点环节1:定积分的性质解析:定积分的性质是理解定积分概念的基础,包括定积分的可加性、保号性等。
高三数学《微积分的基本定理》数学分析教案
高三数学《微积分的基本定理》数学分析教案第一章:引言微积分是高中数学中的一门重要学科,它是研究函数极限、导数、积分和微分方程等的数学分支。
其中,微积分的基本定理是微积分中最基本且重要的概念之一。
本教案旨在通过详细介绍微积分的基本定理,让学生全面了解和掌握微积分的核心内容。
第二章:微积分的基本定理2.1 定义微积分的基本定理包括不定积分与定积分两部分。
不定积分主要研究函数的原函数问题,而定积分主要研究曲线下的面积问题。
2.2 不定积分的基本定理不定积分的基本定理是指,如果函数F(x)是函数f(x)的一个原函数,那么f(x)的不定积分就是F(x)加上一个常数C,表示为∫f(x)dx =F(x) + C。
其中,C为常数。
不定积分的基本定理可以用来求解函数的原函数,从而能够解决一些重要的实际问题。
例如,通过对速度函数求不定积分得到位移函数。
2.3 定积分的基本定理定积分的基本定理是指,如果函数f(x)在区间[a,b]上连续,那么它在该区间上的定积分可以通过求原函数在区间端点的函数值之差来计算,表示为∫(a->b)f(x)dx = F(b) - F(a)。
其中,F(x)为f(x)的一个原函数。
定积分的基本定理可以帮助我们计算曲线下的面积、弧长、体积等,解决许多与变化率有关的实际问题。
例如,通过对速度函数在某时间区间上的定积分可以求得在该时间区间上的位移。
第三章:教学方法3.1 理论讲解通过简洁明了的语言,结合具体的例题,详细解释不定积分与定积分的基本定理。
引导学生理解定积分与不定积分的概念,并能够正确运用相应的定理解决相关运算问题。
3.2 基础练习给予学生一些基础的练习题,使他们能够巩固所学内容,并熟练掌握不定积分与定积分的基本定理的运用方法。
3.3 拓展应用给予学生一些拓展性较强的应用题,让他们能够运用所学的知识解决实际问题。
如求曲线下的面积、求解变化率等。
第四章:教学流程4.1 知识导入通过引入一道与定积分相关的问题,如“某物体匀速运动的速度函数是v(t)=2t,求3秒内物体移动的距离。
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三、教学过程 1、复习:
定积分的概念及用定义计算 2、引入新课
我们讲过用定积分定义计算定积分,但其计算过程比较复杂,所以不是求定积分的一般方法。
我们必须寻求计算定积分的新方法,也是比较一般的方法。
变速直线运动中位置函数与速度函数之间的联系
设一物体沿直线作变速运动,在时刻t 时物体所在位置为S(t),速度为v(t)(()v t o ≥), 则物体在时间间隔12[,]T T 内经过的路程可用速度函数表示为
2
1
()T T v t dt ⎰。
另一方面,这段路程还可以通过位置函数S (t )在12[,]T T 上的增量12()()S T S T -来表达,即
2
1
()T T v t dt ⎰
=12()()S T S T -
而()()S t v t '=。
对于一般函数()f x ,设()()F x f x '=,是否也有
()()()b
a
f x dx F b F a =-⎰
若上式成立,我们就找到了用()f x 的原函数(即满足()()F x f x '=)的数值差()()F b F a -来计算
()f x 在[,]a b 上的定积分的方法。
注:1:定理 如果函数()F x 是[,]a b 上的连续函数()f x 的任意一个原函数,则
()()()b
a
f x dx F b F a =-⎰
证明:因为()x Φ=
()x
a
f t dt ⎰
与()F x 都是()f x 的原函数,故 ()F x -()x Φ=C (a x b ≤≤)
其中C 为某一常数。
令x a =得()F a -()a Φ=C ,且()a Φ=
()a
a
f t dt ⎰
=0 即有C=()F a ,故()F x =()x Φ+()F a
∴ ()x Φ=()F x -()F a =()x
a
f t dt ⎰
令x b =,有
()()()b
a
f x dx F b F a =-⎰
此处并不要求学生理解证明的过程
为了方便起见,还常用()|b
a F x 表示()()F
b F a -,即
()()|()()b
b a a
f x dx F x F b F a ==-⎰
该式称之为微积分基本公式或牛顿—莱布尼兹公式。
它指出了求连续函数定积分的一般方法,把求
定积分的问题,转化成求原函数的问题,是微分学与积分学之间联系的桥梁。
它不仅揭示了导数和定积分之间的内在联系,同时也提供计算定积分的一种有效方法,为后面的学习奠定了基础。
因此它在教材中处于极其重要的地位,起到了承上启下的作用,不仅如此,它甚至给微积分学的发展带来了深远的影响,是微积分学中最重要最辉煌的成果。
例1.计算下列定积分:
(1)2
11dx x ⎰; (2)3211
(2)x dx x
-⎰。
解:(1)因为'1(ln )x x
=,所以22
111ln |ln 2ln1ln 2dx x x ==-=⎰。
(2))因为2'
'211()2,()x x x x ==-,所以3332211111(2)2x dx xdx dx x
x -=-⎰⎰⎰
23
3111122||(91)(1)33
x x =+=-+-=。
练习:计算1
20
x dx ⎰
解:由于
313x 是2x 的一个原函数,有 120x dx ⎰=3101|3x =33111033⋅-⋅=1
3
例2.计算下列定积分:
220
sin ,sin ,sin xdx xdx xdx π
ππ
π
⎰
⎰⎰。
由计算结果你能发现什么结论?试利用曲边梯形的面积表示所发现的结论。
解:因为'
(cos )sin x x -=,所以
00sin (cos )|(cos )(cos 0)2xdx x π
ππ=-=---=⎰
,
2
2
sin (cos )|(cos 2)(cos )2xdx x π
π
ππππ=-=---=-⎰, 22
sin (cos )|(cos 2)(cos 0)0xdx x π
π
π=-=---=⎰
. 可以发现,定积分的值可能取正值也可能取负值,还可能是0: ( l )当对应的曲边梯形位于 x 轴上方时(图1.6一3 ) ,定积分的值取正值,且等于曲边梯形的面积;
图1 . 6 一 3 ( 2 )
(2)当对应的曲边梯形位于 x 轴下方时(图 1 . 6 一 4 ) ,定积分的值取负值,且等于曲边梯形的面积的相反数;
( 3)当位于 x 轴上方的曲边梯形面积等于位于 x 轴下方的曲边梯形面积时,定积分的值为0(图 1 . 6 一 5 ) ,且等于位于 x 轴上方的曲边梯形面积减去位于 x 轴下方的曲边梯形面积.
例3.汽车以每小时32公里速度行驶,到某处需要减速停车。
设汽车以等减速度a =1.8米/秒2
刹车,问从开始刹车到停车,汽车走了多少距离?
解:首先要求出从刹车开始到停车经过了多少时间。
当t =0时,汽车速度0v =32公里/小时=321000
3600
⨯米
/秒≈8.88米/秒,刹车后汽车减速行驶,其速度为0(t)=t=8.88-1.8t v v a -当汽车停住时,速度(t)=0v ,故从
(t)=8.88-1.8t=0v 解得8.88
t= 4.931.8
≈秒 于是在这段时间内,汽车所走过的距离是
4.93
4.93
(t)(8.88 1.8t)s v dt dt ==-⎰
⎰
= 4.93
20
1
(8.88 1.8t )
21.902-⨯≈米,即在刹车后,汽车需走过
21.90米才能停住.
微积分基本定理揭示了导数和定积分之间的内在联系,同时它也提供了计算定积分的一种有效方法.微积分基本定理是微积分学中最重要的定理,它使微积分学蓬勃发展起来,成为一门影响深远的学科,可以毫不夸张地说,微积分基本定理是微积分中最重要、最辉煌的成果.。