高等数学第五章定积分总结
高等数学 第5章 第二节 定积分的性质 中值定理
(2)记 f ( x) e x2 x , x 0,2 , 则 f ( x) e x2 x 2x 1 ,
令 f ( x) 0, 得唯一驻点 x 1 ,
2
又
f
(
1
)
e
1 4
,
f (0) 1, f (2) e 2 ,
2
1
所以 m e 4 , M e 2
1
e 4 2 0
y gx
推论1 若 f x gx, x a, b,
y
则
b
a
f xdx
b
a
g
x
dx
a b.
推论 2
b
a
f
xdx
b
a
f xdx
(a b).
性质6 (估值不等式)
y f x
O xa
xbx
设 M max f x, m min f x, 则
x[ a ,b ]
x[ a ,b ]
mb
a
b
a
f
xdx
加性
c
b
c
a f ( x)dx a f ( x)dx b f ( x)dx
b
a
f ( x)dx
c
a
c
f ( x)dx b
f ( x)dx
c
a
b
f ( x)dx c
f ( x)dx
1
性质4
b
b
1dx dx b a
a
a
性质5
若 f x 0, x a,b,
则
b
a
f
xdx
0
a b.
M b
a
a b.
如
高等数学 第5章 第一节 定积分的概念
定积分存在的两个充分条件:
定理1 设 f ( x) 在区间 [a, b]上连续, 则 f ( x)在区间 [a, b] 上可积. 定理2 设 f ( x)在区间 [a, b] 上有界, 且只有有限个间断点,则
f ( x)在区间 [a, b]上可积.
6
定积分的几何意义
y y f (x)
A
o xa xb x
lim
n
6n 2
3
10
1 i n
i
},
0,
n
A lim 0 i1
f ( i )xi
An
x xn1 nxn b
3
2. 变速直线运动的路程
设物体作直线运动,
已知速度 v v(t )是时间间隔 [T1 ,T2 ]上 的
连续函数, 且 v(t ) 0, 计算在这段时间内物体所经过的路程。
匀速直线运动:
路程=速度×时间.
(1) 分割
T1 t0 t1 ti1 ti tn T2 ,
v( i )
ti ti ti1
(i 1,2,, n)
(2) 近似代替
si v( i )t i
T1
i
T2
t t0 t1 t2 ti1 ti tn1 tn
(3) 求和 (4) 取极限
s
n i 1
s
i
n v(
i 1
i )t i
每 个小区间的长度 xi xi xi1 (i 1,2,n).
2
(2)近似代替
y Ai f (i )xi
(i 1,2,, n)
(3)求和
y f (x)
A1 A2
Ai
A
n i 1
Ai
n
高等数学 定积分
第五章 定积分第一节 定积分的概念第二节 定积分的性质和中值定理第三节 微积分基本公式第四节 定积分的换元法第五节 定积分的分部积分法第六节 定积分的近似计算第七节 广义积分问题的提出定积分的定义 几何意义定积分存在定理第一节 定积分的概念abxyo?=A 曲边梯形由连续曲线实例1 (求曲边梯形的面积))(x f y =)0)((≥x f 、x 轴与两条直线a x =、b x =所围成.一、问题的提出)(x f y =ab xyoab x yo用矩形面积近似取代曲边梯形面积显然,小矩形越多,矩形总面积越接近曲边梯形面积.(四个小矩形)(九个小矩形)观察下列演示过程,注意当分割加细时,矩形面积和与曲边梯形面积的关系.观察下列演示过程,注意当分割加细时,矩形面积和与曲边梯形面积的关系.观察下列演示过程,注意当分割加细时,矩形面积和与曲边梯形面积的关系.观察下列演示过程,注意当分割加细时,矩形面积和与曲边梯形面积的关系.观察下列演示过程,注意当分割加细时,矩形面积和与曲边梯形面积的关系.曲边梯形如图所示,,],[1210b x x x x x a b a n n =<<<<<=- 个分点,内插入若干在区间a bxyoi ξi x 1x 1-i x 1-n x ;],[],[11---=∆i i i i i x x x x x n b a 长度为,个小区间分成把区间形面积,曲边梯形面积用小矩上任取一点在每个小区间i i i x x ξ-],[1ii i x f A ∆ξ≈)(:))(],[(1近似为高为底,以i i i f x x ξ-(1)分割(2)近似ini i x f A ∆≈∑=)(1ξ曲边梯形面积的近似值为ini i x f A ∆=∑=→)(lim 10ξλ时,趋近于零即小区间的最大长度当分割无限加细)0(},,max{,21→∆∆∆=λλn x x x 曲边梯形面积为(3)求和(4)取极限实例2 (求变速直线运动的路程)设某物体作直线运动,已知速度)(t v v =是时间间隔],[21T T 上t 的一个连续函数,且0)(≥t v ,求物体在这段时间内所经过的路程.思路:把整段时间分割成若干小段,每小段上速度看作不变,求出各小段的路程再相加,便得到路程的近似值,最后通过对时间的无限细分过程求得路程的精确值.(1)分割212101T t t t t t T n n =<<<<<=- 1--=∆i i i t t t ii i t v s ∆≈∆)(τ部分路程值某时刻的速度(3)求和ii ni t v s ∆≈∑=)(1τ(4)取极限},,,max{21n t t t ∆∆∆= λini i t v s ∆=∑=→)(lim 10τλ路程的精确值(2)近似设函数)(x f 在],[b a 上有界,记},,,max{21n x x x ∆∆∆= λ,如果不论对],[b a 在],[b a 中任意插入若干个分点bx xx x x a nn =<<<<<=-121把区间],[b a 分成n 个小区间,各小区间的长度依次为1--=∆i i i x x x ,),2,1( =i ,在各小区间上任取一点i ξ(i i x ∆∈ξ),作乘积i i x f ∆)(ξ ),2,1( =i 并作和i i ni x f S∆=∑=)(1ξ,二、定积分的定义定义怎样的分法,⎰==ba I dx x f )(ii ni x f ∆∑=→)(lim 10ξλ被积函数被积表达式积分变量积分区间],[b a 也不论在小区间],[1i i x x -上点i ξ怎样的取法,只要当0→λ时,和S 总趋于确定的极限I ,我们称这个极限I 为函数)(x f 在区间],[b a 上的定积分,记为积分上限积分下限积分和几点说明:(1) 定积分是一个数值,它仅与被积函数及积分区间有关,⎰b a dx x f )(⎰=b a dt t f )(⎰=ba duu f )(而与积分变量的字母无关.)( ,)()( 2⎰⎰⎰=-=aaabbadx x f dx x f dx x f 规定:)(.],[)(],[)( 3的取法无关的分法及的和式的极限与所表示上可积,则在区间若)(i bab a dx x f b a x f ξ⎰,0)(≥x f ⎰=ba Adx x f )(曲边梯形的面积,0)(≤x f ⎰-=ba Adx x f )(曲边梯形的面积的负值a b xyo)(x f y =AxyoabA -)(x f y =三、定积分的几何意义1A 2A 3A 4A 4321)(A A A A dx x f ba ⎰=-+-,],[)(变号时在区间b a x f 三、定积分的几何意义.)(是面积的代数和⎰badx x f几何意义:积取负号.轴下方的面在轴上方的面积取正号;在数和.之间的各部分面积的代直线的图形及两条轴、函数它是介于x x b x a x x f x ==,)(++--当函数)(x f 在区间],[b a 上连续时,定理1定理2 设函数)(x f 在区间],[b a 上有界,且只有有限个间断点,则)(x f 在四、定积分的存在定理区间],[b a 上可积.例1 利用定义计算定积分.12dx x ⎰解将]1,0[n 等分,分点为nix i =,(n i ,,2,1 =)小区间],[1i i x x -的长度nx i 1=∆,(n i ,,2,1 =)取i i x =ξ,(n i ,,2,1 =)i i n i x f ∆∑=)(1ξi i ni x ∆=∑=21ξ,12i ni ix x ∆=∑=.,102的选取无关及法故和式极限与区间的分可积因为i dx x ξ⎰n n i ni 121⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛=∑=∑==n i i n 12316)12)(1(13++⋅=n n n n ,121161⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=n n ∞→⇒→n 0λdx x ⎰102i i ni x ∆=∑=→210lim ξλ⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∞→n n n 121161lim .31= 几何上是曲线y=x 2,直线x=1及x 轴围成的曲边三角形面积.例2 利用定义计算定积分.121dx x⎰解在]2,1[中插入分点 12,,,-n q q q ,典型小区间为],[1ii q q -,(n i ,,2,1 =)小区间的长度)1(11-=-=∆--q qq q x i i i i ,取1-=i i qξ,(n i ,,2,1 =)i i ni x f ∆∑=)(1ξi ni ix ∆=∑=11ξ)1(1111-=-=-∑q q q i ni i ∑=-=ni q 1)1()1(-=q n 取2=nq即nq 12=),12(1-=n n )12(lim 1-+∞→xx x x xx 112lim1-=+∞→,2ln =)12(lim 1-∴∞→nn n ,2ln =dx x ⎰211i ni ix ∆=∑=→101lim ξλ)12(lim 1-=∞→n n n .2ln =i i ni x f ∆∑=)(1ξ原式⎥⎦⎤⎢⎣⎡π+π-++π+π=∞→n n n n n n n nsin )1(sin 2sin sin 1lim π=∑=∞→n i n n i n 1sin 1lim n n i ni n π⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛ππ=∑=∞→1sin lim 1.sin 10⎰ππ=xdx ix ∆i ξ例3:将下列和式极限表示成定积分.⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+++∞→n n n n n n πππ)(sin sin sin lim121 :五、小结1.定积分的实质:特殊和式的极限.2.定积分的思想和方法:分割化整为零求和积零为整取极限精确值——定积分求近似以直(不变)代曲(变)取极限Z .思考n n n n f n f n f ⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛∞→ 21lim 试证.1)(ln ⎰=dxx f e 2:将和式极限,表示成定积分.⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++-+-∞→2222241241141lim n n n n n 证明n n n n f n f n f ⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎪⎭⎫⎝⎛∞→ 21lim ⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛∞→=n n n n f n f n f e21lim ln n n n n f n f n f ⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛∞→ 21lim 试证.1)(ln ⎰=dx x f e 利用对数的性质得⎪⎭⎫⎝⎛∑==∞→n i f n ni n e1ln 1lim n n i f ni n e1ln lim 1⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛∑==∞→ 指数上可理解为:)(ln x f 在]1,0[区间上的一个积分和.分割是将]1,0[n 等分分点为nix i =,(n i ,,2,1 =)⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛∞→=n n n n f n f n f e21ln lim 极限运算与对数运算换序得nn i f n i n 1ln lim 1⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛∑=∞→⎰=10)(ln dx x f 故nn n n f n f n f ⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛∞→ 21lim.10)(ln ⎰=dxx f e 因为)(x f 在区间]1,0[上连续,且0)(>x f 所以)(ln x f 在]1,0[上有意义且可积 ,2:将和式极限,表示成定积分.⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++-+-∞→2222241241141lim n n n n n ⎰∑-=-=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-++-+-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++-+-=∞→∞→∞→1021222222222411)(41lim )(41)2(41)1(411lim 41241141lim dxx n ni n n n n n n n n n n i n n n 解第二节 定积分的性质、中值定理1.定积分性质2.中值定理对定积分的补充规定:(1)当b a =时,0)(=⎰ba dx x f ;(2)当b a >时,⎰⎰-=abb adx x f dx x f )()(.说明 在下面的性质中,假定定积分都存在,且不考虑积分上下限的大小.一、定积分性质和中值定理证⎰±ba dxx g x f )]()([i i i ni x g f ∆±=∑=→)]()([lim 10ξξλi i ni x f ∆=∑=→)(lim 10ξλii ni x g ∆±∑=→)(lim 10ξλ⎰=ba dx x f )(.)(⎰±ba dx x g ⎰±b a dx x g x f )]()([⎰=b a dx x f )(⎰±ba dx x g )(.(此性质可以推广到有限多个函数作和的情况)性质1⎰⎰=ba b a dx x f k dx x kf )()( (k 为常数).证⎰ba dx x kf )(ii ni x kf ∆=∑=→)(lim 10ξλi i n i x f k ∆=∑=→)(lim 1ξλii ni x f k ∆=∑=→)(lim 10ξλ.)(⎰=ba dx x f k 性质2⎰ba dx x f )(⎰⎰+=bcca dx x f dx x f )()(.补充:不论 的相对位置如何, 上式总成立.c b a ,,例 若,c b a <<⎰c a dx x f )(⎰⎰+=cb b a dx x f dx x f )()(⎰b a dx x f )(⎰⎰-=cb c a dxx f dx x f )()(.)()(⎰⎰+=bc ca dx x f dx x f (定积分对于积分区间具有可加性)假设bc a <<性质3dx b a ⋅⎰1dx ba⎰=a b -=.则0)(≥⎰dx x f ba. )(b a <证,0)(≥x f ,0)(≥ξ∴i f ),,2,1(n i =,0≥∆i x ,0)(1≥∆ξ∴∑=i i ni x f },,,max{21n x x x ∆∆∆= λi i ni x f ∆∴∑=→)(lim 1ξλ.0)(⎰≥=ba dx x f 性质4性质5如果在区间],[b a 上0)(≥x f ,例1 比较积分值dx e x⎰-20和dx x ⎰-20的大小.解令,)(x e x f x -=]0,2[-∈x ,0)(>x f ,0)(02>-∴⎰-dx x exdx ex⎰-∴2,02dx x ⎰->于是dx e x ⎰-2.20dx x ⎰-<性质5的推论:证),()(x g x f ≤ ,0)()(≥-∴x f x g ,0)]()([≥-∴⎰dx x f x g ba ,0)()(≥-⎰⎰ba ba dx x f dx x g 于是 dx x f ba ⎰)( dx x g ba ⎰≤)(.则dx x f ba ⎰)( dx x g ba ⎰≤)(. )(b a <如果在区间],[b a 上)()(x g x f ≤,(1)dx x f b a ⎰)(dx x f ba⎰≤)(.)(b a <证,)()()(x f x f x f ≤≤- ,)()()(dx x f dx x f dx x f ba ba ba ⎰⎰⎰≤≤-∴即dx x f ba ⎰)(dx x f ba⎰≤)(.说明: 可积性是显然的.|)(x f |在区间],[b a 上的性质5的推论:(2)设M 及m 分别是函数证,)(M x f m ≤≤ ,)(⎰⎰⎰≤≤∴ba ba b a Mdx dx x f dx m ).()()(a b M dx x f a b m ba -≤≤-⎰(此性质可用于估计积分值的大致范围)则 )()()(a b M dx x f a b m ba -≤≤-⎰.)(x f 在区间],[b a 上的最大值及最小值,性质6例2 估计积分dx x⎰π+03sin 31值的范围.解,sin 31)(3xx f +=],,0[π∈∀x ,1sin 03≤≤x ,31sin 31413≤+≤x ,31sin 31410030dx dx x dx ⎰⎰⎰πππ≤+≤.3sin 31403π≤+≤π∴⎰πdx x例3 估计积分dx xx⎰ππ24sin 值的范围.解,sin )(xx x f =2sin cos )(x x x x x f -='2)tan (cos x x x x -=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∈2,4ππx ,0<)(x f 在]2,4[ππ上单调下降,,22)4(π=π=f M ,2)2(π=π=f m ,442π=π-π=-a b ,422sin 4224π⋅π≤≤π⋅π∴⎰ππdx x x .22sin 2124≤≤∴⎰ππdx x x 如果函数)(x f 在闭区间],[b a 上连续,上的平均值在],[)()(1b a x f dxx f a b ba⎰-则在积分区间],[b a 上至少存在一个点 ξ,使dx x f b a ⎰)())((a b f -=ξ. )(b a ≤≤ξ性质7(定积分中值定理)积分中值公式证Mdx x f a b m ba≤-≤∴⎰)(1)()()(a b M dx x f a b m ba -≤≤-⎰ 由闭区间上连续函数的介值定理知在区间],[b a 上至少存在一个点 ξ,)(1)(⎰-=ξbadx x f a b f dx x f ba ⎰)())((ab f -=ξ.)(b a ≤≤ξ即在区间],[b a 上至少存在一个点ξ,1. 积分中值公式的几何解释:xyoa b ξ)(ξf 使得以区间],[b a 为以曲线)(x f y =底边,为曲边的曲边梯形的面积等于同一底边而高为)(ξf 的一个矩形的面积。
高等数学第五章定积分及其应用
⾼等数学第五章定积分及其应⽤第五章定积分及其应⽤第⼀节定积分概念1、内容分布图⽰★曲边梯形★曲边梯形的⾯积★变速直线运动的路程★变⼒沿直线所作功★定积分的定义★定积分存在定理★定积分的⼏何意义★定积分的物理意义★例1 ★定积分的近似计算★例2★内容⼩结★课堂练习★习题5-1 ★返回2、讲解注意:3、重点难点:4、例题选讲:例1利⽤定积分的定义计算积分01dx x 2?.讲解注意:例2的近似值.⽤矩形法和梯形法计算积分-102dx ex讲解注意:第⼆节定积分的性质1、内容分布图⽰★性质1-4★性质5及其推论★例1★性质6★例2★例3★性质7★例4★函数的平均值★例5★内容⼩结★课堂练习★习题5-2★返回2、讲解注意:例1⽐较积分值dx e x ?-2和dx x ?-2的⼤⼩.讲解注意:例2估计积分dx xπ+03sin 31的值.讲解注意:例3估计积分dx xxππ/2/4sin 的值.讲解注意:例4设)(x f 可导1)(lim =+∞→x f x 求且,,dt t f tt x x x ?++∞→2)(3sin lim .讲解注意:例5计算纯电阻电路中正弦交流电t I i m ωsin =在⼀个周期上的()功率的平均值简称平均功率.讲解注意:第三节微积分基本公式1、内容分布图⽰★引例★积分上限函数★积分上限函数的导数★例1-2★例3★例4★例5★例6★例7-8 ★例9★例10★例11★例12★例13★例14★内容⼩结★课堂练习★习题5-3★返回2、讲解注意:3、重点难点:4、例题选讲:例1?x tdt dxd 02cos 求[].讲解注意:例2dt e dxdx t ?321求[].讲解注意:例3.)()((3);)()((2);)((1).,)(00sin cos )(?-===x x x x t f dt t x f x F dt t xf x F dt e x F x f 试求以下各函数的导数是连续函数设讲解注意:例4求.1cos 02x dte x t x ?-→讲解注意:设)(x f 在),(+∞-∞内连续0)(>x f .证明函数且,??=xxdtt f dtt t x F 00)()()(在),0(+∞内为单调增加函数.f 例5讲解注意:例6],1[)ln 21()(1上的最⼤值与最⼩在求函数e dt t t x I x ?+=.值讲解注意:例7求.dx x ?12讲解注意:例8求.1dxx ?--12讲解注意:例9设求??≤<≤≤=215102)(x x x x f ?2讲解注意:例10.|12|10-dx x 计算讲解注意:.cos 1/3/22?--ππdx x 计算例11讲解注意:例12求.},max{222?-dx x x讲解注意:例13计算由曲线x y sin =在,0π之间及x .轴所围成的图形的⾯积x =x =A讲解注意:例14?,./5.,362了多少距离问从开始刹车到停车刹车汽车以等加速度到某处需要减速停车速度⾏驶汽车以每⼩时s m a km -=汽车驶过设讲解注意:第四节换元法积分法和分部积分法1、内容分布图⽰★定积分换元积分法★例1★例2★例3★例4★定积分的分部积分法★内容⼩结★课堂练习★习题5-4★返回★例5★例6★例7★例16★例17★例182、讲解注意:3、重点难点:4、例题选讲:例1计算.sin cos /25?πxdx x讲解注意:例2?a0dx 计算.0a >)(-2x 2a讲解注意:例3计算.sin sin 053?π-dx x x讲解注意:例4计算定积分dx x x ++412.2?讲解注意:例5当)(x f 在],[a a -上连续,,,)(x f 为偶函数当当有(1)(2)则 ??-=aaadx x f dx x f 0)(2)()(x f 为奇函数有?-=aa dx x f 0)(.;讲解注意:例6.--+dx e x x x 计算讲解注意:例7计算.11cos 21122?--++dx x xx x讲解注意:例8若)(x f 在]1,0[上连续证明,(1)?=00)(cos )(sin dx x f dx x f ;(2)πππ=)(sin 2)(sin dx x f dx x xf ,由此计算?π+02cos 1sin dx x x x ./2π/2π讲解注意:例9计算.arcsin 0?xdx 1/2讲解注意:例10计算.2cos 10+x xdx/4π讲解注意:例11计算.sin 0?xdx /2π2x讲解注意:例12.1dx e x 计算1/2讲解注意:例13.1)1ln(102++dx x x 求定积分讲解注意:例14-22ln e e dx x x求.讲解注意:例15.,612ln 2x e dt xt 求已知?=-π讲解注意:例16).(,)(13)()(1022x f dx x f x x x f x f 求满⾜⽅程已知? --=讲解注意:例17证明定积分公式xdx I n n n 0--?-??--?-=n n n n n n n n n n ,3254231,22143231π为正偶数.为⼤于1的正奇数./2π/2π??讲解注意:例18?π05.2cos dx x 求讲解注意:第五节定积分的⼏何应⽤1、内容分布图⽰★平⾯图形的⾯积A ★例1 ★例2 ★平⾯图形的⾯积B ★例3 ★例4 ★平⾯图形的⾯积C ★例5 ★平⾯图形的⾯积D★例6 ★例7 ★例8 旋转体★圆锥★圆柱★旋转体★旋转体的体积★例9 ★例 10 ★例 11 ★平⾏截⾯⾯积为已知的⽴体的体积★例 12 ★例 13 ★内容⼩结★课堂练习★习题5-5 ★返回2、讲解注意:3、重点难点:4、例题选讲:例1]1,1[]1,0[2之间的⾯积.和轴上⽅在下⽅与分别求曲线-∈∈=x x x x y讲解注意:例2],1[ln 之间的⾯积.轴上⽅在下⽅与求e x x y =讲解注意:例3.1,1,03所围图形⾯积与直线求=-===x x y x y讲解注意:例44,0,042所围图形⾯积.和直线求由曲线===-=x x y x y讲解注意:例5.2所围成平⾯图形的⾯积与求由抛物线x y x y ==讲解注意:例642,2,所围成图形的⾯积.求由三条直线=-=+=y x y x x y422围成图形的⾯积与求+-==x y x y讲解注意:例8.0cos sin 之间所围图与在和求由曲线π====x x x y x y 形的⾯积讲解注意:例9r 圆锥体的直线、h x =及x 轴围直线连接坐标原点O 及点),(r h P 成⼀个直⾓三⾓形.x 轴旋转构成⼀个底半径为计算圆锥体的体积.h ,将它绕⾼为,的讲解注意:例10.12222y x V V y x by a x 和积轴旋转所得的旋转体体轴和分别绕求椭圆=+讲解注意:例112,22轴旋转⽽成的旋转体的体积.轴和所围成的图形分别绕求由曲线y x x y x y -==讲解注意:例12⼀平⾯经过半径为R 的圆柱体的底圆中⼼计算这平⾯截圆柱体所得⽴体的体积.并与底⾯交成,,⾓讲解注意:例13.的正劈锥体的体积的圆为底、求以半径为h R ⾼位平⾏且等于底圆直径的线段为顶、讲解注意:第六节积分在经济分析中的应⽤1、内容分布图⽰★由边际函数求原经济函数★需求函数★例1★总成本函数★例2★总收⼊函数★例3★利润函数★例4由边际函数求最优问题★例5★例6其它经济应⽤★例7⼴告策略★消费者剩余★例8★国民收⼊分配★例9★返回2、讲解注意:3、重点难点:4、例题选讲:例1),80,(80,4) (,==-='q pp qp格的函数关系.时即该商品的最⼤需求量为且边际需求的函数已知对某商品的需求量是价格求需求量与价讲解注意:例2, 90,2)(0.2 ==ceqCq 求总成本函数.固定成本的函数若⼀企业⽣产某产品的边际成本是产量讲解注意:例310,40),/(2100)(个单位时单位时的总收⼊及平均收⼊求⽣产单位元单位时的边际收⼊为已知⽣产某产品-='q q R q 并求再增加⽣产所增加的总收⼊.讲解注意:例45,10,413)(,225)(0==-='-='q c q q C q q R 时的⽑利和纯利.求当固定成本为边际成本已知某产品的边际收⼊讲解注意:例5吨产品时的边际成本为某企业⽣产q )/30501)(吨元q q C +='(?,900试求产量为多少时平均成本最低元且固定成本为讲解注意:例6q q q C q q R ,1(3)?(2);54(1)),/(/44)(),/(9)(+='-='求总成本函数和利润函数.万元已知固定成本为当产量为多少时利润最⼤万台时利润的变化量万台增加到试求当产量由其中产量万台万元成本函数为万台万元假设某产品的边际收⼊函数为以万台为单位.边际讲解注意:例70.02,10%,,100000,130000)(,.10%,1000000t e t 则决如果新增销售额产⽣的利润超过⼴告投资的美元的⼴告活动对于超过按惯例⾏⼀次类似的总成本为以⽉为单位下式的增长曲线⼴告宣传期间⽉销售额的变化率近似服从如根据公司以往的经验平均利润是销售额的美元某出⼝公司每⽉销售额是美元的⼴告活动.试问该公司按惯例是否应该做此⼴告.1000000公司现在需要决定是否举定做⼴告讲解注意:8例.2,318)(-=CS q q D 并已知需求量为如果需求曲线为个单位试求消费者剩余,表⽰某国某年国民收⼊在国民之间分配的劳伦茨曲线可近似地由讲解注意:第七节⼴义积分1、内容分布图⽰★⽆穷限的⼴义积分★⽆穷限的⼴义积分⼏何解释★例1★例2★例3★例4★例5★例6★⽆界函数的⼴义积分例7★例8★例9★例10★例11★例12★例13★内容⼩结★课堂练习★习题5-7★返回★2、讲解注意:3、重点难点:4、例题选讲:例1?∞+-0.dx e x 计算⽆穷积分讲解注意:例2.sin 0的收敛性判断⽆穷积分∞+xdx讲解注意:例312?∞+∞-+x dx计算⼴义积分讲解注意:例4计算⼴义积分.1sin 12∞+dx x x 2/π讲解注意:例5计算⼴义积分∞+-pt dt e 且0>p 时收敛p 是常数,(). t 0讲解注意:例6证明⼴义积分∞+11dxx p当1>p 时收敛当1≤p 时发散.,讲解注意:例7计算⼴义积分).0(022>-?a x a dxa讲解注意:例8证明⼴义积分11dx x q当1""讲解注意:例9计算⼴义积分.ln 21x dx讲解注意:例10计算⼴义积分.30dx1=x 瑕点)1(2/3-x .讲解注意:例11计算⼴义积分?∞+03+x x dx1().讲解注意:例12.)1(arcsin 10-dx x x x计算⼴义积分讲解注意:例13.11105?∞+++x x x dx 计算⼴义积分讲解注意:。
高等数学第五章_定积分总结
第五章 定积分创新生技102班 张梦菲2010015066一、主要内容Ⅰ. 定积分概念:1. 定积分定义:设()f x 在区间[,]a b 上有界,在[,]a b 中任意插入若干个分点 0121n n a x x x x x b -=<<<<<=.把[,]a b 分成n 个小区间1[,],(1,2,,)i i x x i n -=,小区间的长度记为1,(1,2,,)i i i x x x i n -∆=-=,在1[,]i i x x -上任意取一点i ξ,作1()ni i i f x ξ=∆∑,若01lim()niii f x λξ→=⋅∆∑ 1(max{})ii nx λ≤≤=∆存在. 就称该极限为()f x 在[,]a b 上的定积分.记为1()lim ()nbi i ai f x dx f x λξ→==⋅∆∑⎰当上述极限存在时,称()f x 在[,]a b 上可积. 2. 若()f x 在[,]a b 上连续,则()f x 在[,]a b 上可积。
3. 若()f x 在[,]a b 上有界,且只有有限个间断点,则()f x 在[,]a b 上可积. Ⅱ. 定积分的几何意义 定积分()baf x dx ⎰在几何上表示:由曲线()y f x =,直线x a =和x b =以及x 轴所围图形面积的代数和 (x 轴上方的面积取正,x 轴下方的面积取负) Ⅲ. 定积分的性质1. 补充规定:(1)当a b =时,()0baf x dx =⎰(2)当a b >时,()()baabf x dx f x dx =-⎰⎰2. 性质:(1) [()()]()()bbbaaaf xg x dx f x dx g x dx --+=+⎰⎰⎰(2) ()(),()bba akf x dx k f x dx k =⎰⎰为常数(3) ()()()bc baacf x dx f x dx f x dx =+⎰⎰⎰(4)b adx b a =-⎰(5) 若在[,]a b 上,()0f x ≥,则()0,()baf x dx a b ≥<⎰推论1:若在[,]a b 上,()()f x g x ≤,则()(),()bbaaf x dxg x dx a b ≤<⎰⎰.推论2:()(),()bbaaf x dx f x dx a b ≤<⎰⎰.(6 ) 若在[,]a b 上,()m f x M ≤≤,则()()(),()bam b a f x dx M b a a b -≤≤-<⎰(7) (定积分中值定理):若()f x 在[,]a b 上连续,则在[,]a b 上至少存在ξ,使()()(),()baf x dx f b a a b ξξ=-≤≤⎰. 3. 连续函数()f x 在[,]a b 上的平均值,1()ba y f x dxb a-=-⎰ Ⅳ. 积分上限函数及其导数 1. 若对任意[,]x a b ∈,()xaf t dt ⎰存在,则称()()xax f t dt Φ=⎰为积分上限的函数.2. 若()f x 在[,]a b 上可积,则()f x 在[,]a b 上有界. 且积分上限函数()()xax f t dt Φ=⎰在[,]a b 上连续.3. 设()f x 在[,]a b 上连续,则()()xax f t dt Φ=⎰在[,]a b 上可导,且'()()(),()xa d x f t dt f x a xb dxΦ==≤≤⎰. 4. 设()f x 连续,()x φ可导,则()''()()[()]()x ad x f t dt f x x dx φφφΦ==⎰. 5. 设()f x 连续,()x φ,()x ϕ可导,则 ()'''()()()[()]()[()]()x x d x f t dt f x x f x x dxφϕφφϕϕΦ==-⎰. Ⅴ. 牛顿——莱布尼兹公式.(微积分基本定理)设()f x 在[,]a b 上连续,()F x 为()f x 在[,]a b 上的一个原函数,则()()()baf x dx F b F a =-⎰.Ⅵ. 定积分的换元法设()f x 在[,]a b 上连续,()x t φ=满足: (1) (),()a b φαφβ==.(2)()t φ在[,]αβ(或[,]βα)上具有连续导数,且()x t φ=的值域不越出[,]a b 的范围,则有'()[()]()baf x dx f t t dt βαφφ=⎰⎰.注:当()t φ的值域[,]R A B φ=越出[,]a b 的范围,但满足其余条件时,只要()f x 在[,]A B 上连续,则换元法的结论仍然成立.Ⅶ. 定积分的分部积分法设()u x 与()v x 在[,]a b 上具有连续导数,则有()()()()()()bbbaaau x dv x u x v x v x du x =-⎰⎰ Ⅷ. 几类特殊的积分公式1. 设()f x 在[,]a a -上连续,则有0()[()()]aaaf x dx f x f x dx -=+-⎰⎰.2()()[,]()()[,]aaaf x dx f x a a f x dx f x a a -⎧-⎪=⎨⎪-⎩⎰⎰当为上连续的偶函数时0当为上连续的奇函数时2. 设()f x 是以l 为周期的连续函数,则对任意实数a ,有()()a llaf x dx f x dx +=⎰⎰.3. 设()f x 在[0,1]上连续,则220(sin )(cos )f x dx f x dx ππ=⎰⎰(sin )(sin )2xf x dx f x dx πππ=⎰⎰20(sin )2(sin )f x dx f x dx ππ=⎰⎰4. 2200123134221242sin cos 13531n n n n n n n n n xdx xdx n n n n πππ--⎧⎪-⎪--⎪==⎨-⎪=⎪⎪⎩⎰⎰为正偶数为大于1的正奇整数1 Ⅸ. 反常积分(广义积分) 1. 无穷限的反常积分(1) 设()f x 在[,)a +∞上连续, ()lim ()ba ab f x dx f x dx ∞→+∞=⎰⎰(2) 设()f x 在(,]b -∞上连续,()lim ()bbaa f x dx f x dx -∞→-∞=⎰⎰(3) 设()f x 在(,)-∞+∞上连续,000()()()lim ()lim ()baa b f x dx f x dx f x dx f x dx f x dx ∞∞-∞-∞→-∞→+∞=+=+⎰⎰⎰⎰⎰若上述各式右端的极限存在,则对应的反常积分收敛,否则称该反常积分发散. 注:(3)的右端是两个独立的极限,只有当两个极限都存在使,才有()f x dx ∞-∞⎰收敛. 只要有一个极限不存在,()f x dx ∞-∞⎰就发散.2. 无界函数的反常积分(1) 设()f x 在(,]a b 上连续,点a 为()f x 的瑕点,()lim ()bba tt af x dx f x dx +→=⎰⎰(2) 设()f x 在[,)a b 上连续,点b 为()f x 的瑕点,()lim ()btaat bf x dx f x dx -→=⎰⎰(3) 设()f x 在[,]a b 上除点c ()a c b <<外连续,点c 为()f x 的瑕点,()()()lim ()lim ()bc b t baacatt ct cf x dx f x dx f x dx f x dx f x dx -+→→=+=+⎰⎰⎰⎰⎰若上述各式右端的极限存在,则对应的反常积分收敛,否则称该反常积分发散. 注:(3)的右端是两个独立的极限,只有当两个极限都存在使,才有()baf x dx ⎰收敛. 只要有一个极限不存在,()baf x dx ⎰就发散.3. 反常积分的审敛法(1) (比较审敛法1) 设()f x 在[,)(0)a a +∞>上连续,且()0f x ≥. 若存在常数0M >及1p >,使得()p Mf x x≤ ()a x ≤<+∞,则反常积分()a f x dx +∞⎰收敛;若存在常数0N >,使得()Nf x x≥ ()a x ≤<+∞,则反常积分()a f x dx +∞⎰发散.(2) (极限审敛法1) 设()f x 在[,)a +∞上连续,且()0f x ≥. 若存在常数1p >,使得lim ()px x f x →∞存在,则反常积分()af x dx +∞⎰收敛;若lim ()0x xf x d →∞=>,(或lim ()x xf x →∞=+∞)则反常积分()af x dx +∞⎰发散.(3) (比较审敛法2)设()f x 在(,]a b 上连续,且()0f x ≥. x a =为()f x 的瑕点.若存在常数0M >及1q <,使得()()()q Mf x a x b x a ≤<≤-,则反常积分()b a f x dx ⎰收敛;若存在常数0N >,使得()Nf x x a≥- ()a x b <≤,则反常积分()b a f x dx ⎰发散.(4) (极限审敛法2) 设()f x 在(,]a b 上连续,且()0f x ≥. x a =为()f x 的瑕点. 若存在常数01q <<,使得l i m ()()qx ax a f x +→-存在,则反常积分()baf x dx ⎰收敛;若lim ()()0x ax a f x d +→-=>,(或lim ()()x ax a f x +→-=+∞)则反常积分()baf x dx ⎰发散.2'0'02)()()(a M dx x M dx x f dx x f dx x f aa aa=≤≤=⎰⎰⎰⎰ξξ.。
高数《定积分》章节重点--期末重点
1exdx 1ex2dx
0
0
高 3. 积分的导数
变限积分求导公式:
d ( (x) f (t)dt) f ( (x)) (x) f ((x))(x)
dx ( x)
帮
常见题型 1.计算下列各导数:
(1) d x2 1 t3 dt ;
dx 0
解: d x2 1 t3 dt 1 (x2 )3 d (x 2 ) 2x 1 x6 .
帮 (换元法)
解 令 1 e2x =u ,则 u2 1 e2x e2x 1 u2来自 x= 1 ln 1 u2 . 2
数 数 原式
3 2
ud
(
1
ln(1
u
2
))
0
2
0
3 2
u(
1 2
)
2 u 1 u2
du
3 2 0
1
u
2
u
2du
3 2 0
u
2
1
1 u2
1du
.
3
高 高
3 2
x
dx.
(凑微分)
解
原式
0
1
1 cos2
x
d
cos
x
arctan(cos
x)
0
arctan(cos ) arctan(cos 0) ( ) . 4 42
常考题型 3 1 xe2xdx. 0
(分部积分)
帮
数 解
原式 1 2
1 xde2x
0
1 2
xe2 x
1 0
1
帮
lim
x0
x sin t 2dt
0
x3
lim x0
高等数学-高等数学-第5章定积分
教学过程教学思路、主要环节、主要内容我们先来看一个实际问题———求曲边梯形的面积。
设曲边梯形是有连续曲线y=f(x)、x轴与直线x=a、x=b所围成。
现在计算它的面积A.我们知道矩形面积的求法,但是此图形有一边是一条曲线,该如何求呢?我们知道曲边梯形在底边上各点处的高f(x)在区间[a,b]上变动,而且它的高是连续变化的,因此在很小的一段区间的变化很小,近似于不变,并且当区间的长度无限缩小时,高的变化也无限减小。
因此,如果把区间[a,b]分成许多小区间,在每个小区间上,用其中某一点的高来近似代替同一个小区间上的窄曲变梯形的变高,我们再根据矩形的面积公式,即可求出相应窄曲边梯形面积的近似值,从而求出整个曲边梯形的近似值。
显然:把区间[a,b]分的越细,所求出的面积值越接近于精确值。
为此我们产生了定积分的概念。
定积分的概念:设函数f(x)在[a,b]上有界,在[a,b]中任意插入若干个分点a=x0<x1<...<x n-1<x n=b 把区间[a,b]分成n个小区间[x0,x1],...[x n-1,x n], 在每个小区间[x i-1,x i]上任取一点ξi(x i-1≤ξi≤x i),作函数值f(ξi)与小区间长度的乘积f(ξi)△x i并作出和,如果不论对[a,b]怎样分法,也不论在小区间上的点ξi怎样取法,只要当区间的长度趋于零时,和S总趋于确定的极限I,这时我们称这个极限I为函数f(x)在区间[a,b]上的定积分,记作。
即:定理(1):设f(x)在区间[a,b]上连续,则f(x)在区间[a,b]上可积。
(2):设f(x)在区间[a,b]上有界,且只有有限个间断点,则f(x)在区间[a,b]上可积。
如果我们对面积赋以正负号,在x轴上方的图形面积赋以正号,在x轴下方的图形面积赋以负号,则在一般情形下,定积分的几何意义为:它是介于x轴、函数f(x)的图形及两条直线x = a、x = b之间的各部分面积的代数和。
高数 第五单元 定积分
第五单元 定积分5-1 定积分概念,性质和微积分基本公式[教学基本要求]高等数学 1.理解定积分的概念和几何意义,了解定积分的性质和积分中值定理.2.理解变上限的积分作为其上限的函数及其求导定理.3.掌握牛顿-莱布尼兹公式.微积分 1.了解定积分的概念和几何性质;了解定积分的基本性质和积分中值定理. 2.了解变上限定积分;会求变上限定积分的导数; 3.熟练运用牛顿一莱布尼兹公式计算定积分.[知识要点]1. 定积分的意义中要点可概括为以下五点:(1)()f x 在闭区间[,]a b 上有意义;(2)把区间[,]a b 任意分割成n 个小区间;(3)作乘积()i i f x ξ⋅∆,i ξ1[,]i i x x -∈且取和1()nn iii S f x ξ==∆∑;(4)求和式nS ,当0λ→时的极限,这个极限不仅存在且与区间[,]a b 的分法和点i ξ的取法无关;(5)这个极限值就称为函数()f x 在[,]a b 上的定积分。
由此可以看出,第一点是条件;第二、三、四是作法,第五点是结论。
再概括就是:“分割取近似,求和取极限”。
提示注意:①定义中所说的极限存在是指对于区间的任意分法,i ξ的任意取法,只要当0λ→时,则积分和∑=∆ni i i x f 1)(ξ都趋于一个共同的数值。
因此有:② 定积分⎰badx x f )(是一个数,这个数仅与被积函数及积分区间有关,而与积分变量的记 法无关,即⎰ba dx x f )(=⎰b adt t f )(=⎰b adu u f )(. ③a b =时,⎰b adx x f )(=⎰aadx x f )(=0. ④ 当a b >时,⎰badx x f )(()abf x dx =-⎰如果函数()f x 在区间[,]a b 上可积,称()f x 在[,]a b 上的定积分存在。
2.可积函数类:下列函数均可积:①()f x 在[,]a b 上连续;②()f x 在[,]a b 上单调有界;③()f x 在[,]a b 上有界且至多有有限个第一类间断点3. 定积分的几何意义: 在[,]a b 上,若()0f x ≥,则()baf x dx ⎰在几何上表示由曲线()y f x =,两条直线,x a x b ==与x 轴所围成的曲边梯形的面积.一般情形下⎰badx x f )(的几何意义为:这是介于x 轴,函数()f x 的图形及两条直线x a =,x b =之间各部分面积的代数和(规定对x 轴下方图形的面积赋予负号).4. 定积分的性质以下均设()f x ,()g x 在[,]a b 上可积① (线性性质)定积分对被积函数具有线性质性,即⎰±badx x g x f )]()([=⎰badx x f )(±⎰badx x f )(,⎰b adx x kf )(=⎰badx x f k )((k 为常数)②(定积分对积分区间的可加性)设a b c <<,如果将区间[,]a b 分为[,]a c , [,]c b 则:⎰badx x f )(=⎰c adx x f )(+⎰bcdx x f )(③如果()f x ()g x ≤([,]x a b ∀∈)则⎰badx x f )(⎰≤badx x g )(特别地注意:当()0f x ≥,([,]x ab ∀∈),则⎰≥bax f 0)(;若()f x 在[,]a b 上可积,则|()|f x 在[,]a b 上也可积,且⎰badx x f )(⎰≤badx x f )(④(积分估计),设,M m 分别是函数()f x 在[,]a b 上的最大值和最小值,则()()()bam b a f x dx M b a -≤≤-⎰⑤若()f x 与()g x 在[,]a b 上仅在有限个点处的值不相等,则有⎰badx x f )( =⎰badx x g )(.⑥(积分第一中值定理)设()f x 在[,]a b 上连续,则在[,]a b 上至少有一个数ξ,使得()()()baf x dx f b a ξ=-⎰成立.提示注意:通常称dx x f a b ba⎰-)(1为函数()f x 在[,]a b 上的平均值.5. 变上限定积分 定积分⎰xadt t f )(是上限变量x 的函数,记作()()xax f t dt Φ=⎰,称为变上限定积分.注:①如果()f x 在[,]a b 上可积,则()()xax f t dt Φ=⎰在[,]a b 上连续.②如果()f x 在[,]a b 上连续,则()()xax f t dt Φ=⎰在[,]a b 上可导,且有[])()(/x f x x =Φ.③如果函数()f x 在[,]a b 上连续,()x ϕ可微,则()()[()]()x a d f t dt f x x dxϕϕϕ'=⎰. ④如果函数()f x 在[,]a b 上连续,()x ϕ,)(x ψ均可微,则[]()//()()()()[()]()x x d f t dt f x x f x x dx ψϕψψϕϕ=-⎰ ①②两式合起来就是通常所说的原函数存在定理,它揭示了“连续函数必有原函数”这一基本结论.6.牛顿——莱布尼兹公式若函数()f x 在[,]a b 上连续,()F x 为()f x 的一个原函数,即()()F x f x '=,则)()()()(a F b F x F dx x f ba ba-==⎰,通常把这一公式又叫做微积分基本公式。
高等数学第五章定积分
a
(a < b)
b
推论: 推论: 1) 如果在区间[a , b]上 f ( x ) ≤ g ( x ) , (
则 ∫ f ( x )dx ≤
a b
∫a g( x )dx
f ( x )dx
(a < b)
(2) )
∫a f ( x )dx ≤ ∫a
8
b
b
(a < b)
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第五章
定积分
1
复习
1、问题的提出 求曲边梯形的面积A 实例 (求曲边梯形的面积A)
曲 边 梯 形 由 连 续 曲 线 y = f (x)( f ( x) ≥ 0)、
x 轴与两条直线 x = a 、 = b 所 围 成 . x
A = lim ∑ f (ξ i )∆xi
λ → 0 i =1
n
方法:分割、代替、求和、取极限. 方法:分割、代替、求和、取极限. 返回
也不论在小区间 怎样的分法, 如果不论对[a , b] 怎样的分法,
[ x i −1 , x i ] 上 点 ξ i 怎样 的取法, 的取法, 只要当λ
→ 0 时,
我们称这个极限 I 和 S 总趋于 确定的极限 I , 为函数 f ( x ) 在区间[a , b]上的定积分, 上的定积分 记为 定积分,
x
d 证 dx
∫0
x
d x tf ( t )dt = xf ( x ), f ( t )dt = f ( x ) dx 0
∫
F ′( x ) =
xf ( x ) ⋅ ∫0 f ( t )dt −f ( x ) ⋅ ∫0 tf ( t )dt
( ∫ f ( t )dt )2
高等数学第五章定积分总结
高等数学第五章定积分总结定积分作为微积分的重要概念,是无穷积分的一种形式,并在多个领域中有着广泛的应用。
本章主要介绍了定积分的定义和性质,以及定积分的计算方法和应用。
首先,本章介绍了定积分的概念和定义。
定积分是一个数值,表示在给定的区间上,函数曲线与x轴之间的面积。
定积分可以分为两个部分:积分号和被积函数。
积分号表示积分的区间,被积函数表示要求积分的函数。
定积分的计算可以通过数值方法或解析方法进行,具体方法和结论有不少。
其次,本章介绍了定积分的性质。
定积分具有线性性、区间可加性和保号性等性质。
线性性质表示定积分可以进行加减运算,并且可以乘以一个常数。
区间可加性是指定积分的区间可以分为多个子区间,进行分段积分。
保号性表示如果被积函数在一些区间上恒大于等于0,那么该区间上的定积分也大于等于0。
这些性质为定积分的计算和应用提供了更多的方便性。
然后,本章介绍了定积分的计算方法。
定积分的计算可以通过不定积分和定积分的关系来进行。
通过求解原函数,并利用牛顿-莱布尼茨公式,可以简化计算过程。
本章还介绍了定积分的几何意义,即定积分表示函数曲线与x轴围成的面积,也可以表示其中一种物理量在一定时间或一定空间内的累积变化量。
最后,本章介绍了定积分的应用。
定积分在几何学、物理学、经济学等多个领域中有着广泛的应用。
例如,通过定积分可以计算曲线的弧长、曲线围成的面积、质心的坐标等几何问题;通过定积分可以计算物体的质量、重心、转动惯量等物理问题;通过定积分可以计算收益、成本、利润等经济问题。
这些应用都是建立在定积分的几何意义和计算方法的基础之上,对于深入理解和运用定积分具有重要意义。
总之,定积分是微积分中的重要概念,不仅具有丰富的理论性质,还有着广泛的应用价值。
通过学习定积分的定义、性质、计算方法和应用,可以帮助学生更好地理解和掌握微积分的知识,为解决实际问题提供更有效的数学工具。
高等数学(第五章)定积分
二、定积分的定义
定义 设 f ( x) 在[ a , b ]上有界
(1) 将[ a , b ] 任意分成 n 个小区间 [ x0 , x1 ],[ x1 , x2 ],, [ xi 1 , xi ] ,, [ xn 1 , xn ], x0 a , xn b . xi xi xi 1 (i 1, 2,, n), 为第 i 个小区间的长度 .
f ( )x . 在 x 与 x x 之间 . x 0 , x
定理 2 (变上限的积分求导定理) 设 f ( x) 在[ a , b ] 上连续 , x 则 f (t )dt f ( x) .
a
x a
f (t )dt
f (t)
b a
o a
c1
c2
b
f ( x) dx .
x
根据定积分的几何意义 我们可以计算一些简单的定积分 .
y
yx
例1
b a
1dx b a . ?
ab 1 2 2 x dx ? (b a) (b a ) . 2 2
o
a
b
x
例2
例3
b a
R 0
R x dx
2 2
0
i 1
n
并称极限值为 f ( x) 在[ a , b ]上的定积分.
记为
b a
f ( x)dx
上限
b a
f ( x)dx lim f (i )xi .
0
i 1
n
下限
a 叫积分下限 , b 叫积分上限 ,[ a , b ]叫积分区间. f ( x) 叫被积函数 , x 叫积分变量 . f ( x)dx叫被积表达式 .
第五章 积分 5-1 定积分的概念与基本性质
b
b
|
a
f (x)d
x|
|
a
f (x)|d
x.
证明 由于 | f (x) | f (x) | f (x) |, 应用性质 3
b
b
b
a | f (x)|d x | a f (x) d x a | f (x)|d x,
43
4
1
1
1
2
7 1 sin 2
1 sin 2 x 1 sin 2
, 3
3
4
所以
21
3
4
4 7
d
x
3
4
dx 1 sin 2
x
3
4
2 3
d
x
.
18
《高等数学》课件 (第五章第一节)
推论 2 设 f R [a, b], 且在 [a, b] 上 f (x) 0, 则
b
a f ( x) d x 0.
性质 2 (积分对区间的可加性) 设 a c b, f R [a, b], 则 f R [a, c], f R [c, b],
且
b
c
b
f (x) d x f (x) d x f (x) d x.
a
a
c
一般, 当上式中三个积分都存在时, 无论 a, b, c 之间具有怎样 的大小关系, 等式都成立.
当 f (x) R [a, b] 时, 可在积分的定义中, 对 [a, b] 作特殊的分
划, 并取特殊的 i [x i 1, x i] , 计算和式. 如等分区间 [a, b], 并取 点 i 为 [x i 1, x i] 的右端点 x i 或左端点 x i 1 或中点.
高数定积分知识点总结
高数定积分知识点总结一、定积分的定义定积分是微积分中的一个重要概念,它是对一个函数在一个区间上的积分结果进行计算的过程。
在数学上,定积分是用来计算曲线下面的面积或者函数在某一区间上的平均值的方法。
定积分可以写成以下形式:\[ \int_{a}^{b} f(x)dx \]其中,\( f(x) \)是被积函数,\( a \)和\( b \)是积分区间的端点。
定积分的计算过程就是求解被积函数在给定区间上的曲线下面的面积。
定积分在物理学、工程学和经济学等领域都有着广泛的应用,是微积分中不可或缺的重要工具。
二、定积分的性质1. 定积分的可加性如果函数\( f(x) \)在区间\([a, b]\)上是可积的,那么对于任意的\( c \)满足\( a \leq c \leq b \),都有:\[ \int_{a}^{b} f(x)dx = \int_{a}^{c} f(x)dx + \int_{c}^{b} f(x)dx \]这个性质表明了定积分的可加性,即在一个区间上进行积分的结果可以根据任意划分点\( c \)进行分割。
2. 定积分的线性性对于任意的实数\( \alpha, \beta \)和函数\( f(x), g(x) \),如果\( f(x), g(x) \)在区间\([a, b]\)上是可积的,那么有:\[ \int_{a}^{b} (\alpha f(x) + \beta g(x))dx = \alpha \int_{a}^{b} f(x)dx + \beta \int_{a}^{b} g(x)dx \]这个性质表明了定积分的线性性,即在一个区间上进行线性组合的函数的积分等于线性组合的函数的积分的线性组合。
3. 定积分的保号性如果在区间\([a, b]\)上有\( f(x) \geq 0 \),那么有:\[ \int_{a}^{b} f(x)dx \geq 0 \]这个性质表明了定积分的保号性,即当被积函数在一个区间上非负时,其积分结果也是非负的。
同济大学数学系《高等数学》(第7版)(上册)-复习笔记-第五章 定积分【圣才出品】
上任取一点 的乘积
,作函数值 ,并作出和
,记
,如果当 λ→0 时,这和
的极限总存在,且与闭区间[a,b]的分法及点 的取法无关,则称这个极限为函数 f(x)在
区间[a,b]上的定积分,记作
,即
其中,f(x)称为被积函数,f(x)dx 称为被积表达式,x 称为积分变量,a 称为积分下限,b
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曲边梯形位于 x 轴的下方,定积分
表示上述曲边梯形面积的负值;
(3)在[a,b]上 f(x)既取得正值又取得负值时,函数 f(x)的图形某些部分在 x 轴的上
方,而其他部分在 x 轴下方(见图 5-1-1),此时定积分 面积减去 x 轴下方图形面积所得之差.
表示 x 轴上方图形
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称为积分上限,[a,b]称为积分区间.
(2)“ε-δ”表达式
设有常数 I,对于任意正数 ε,总存在一个正数 δ,使得对于区间[a,b]的任何分法,
不论 在
中怎样选取,只要
δ,总有
成立,则称 I 是 f(x)在区间[a,b]上的定积分,记作
[a,b]上的一个原函数.
2.牛顿-莱布尼茨公式
就是
在
其中 F(x)是连续函数 f(x)在区间[a,b]上的一个原函数.
三、定积分的换元法和分部积分法 1.定积分的换元法 (1)定理
设函数 f(x)在区间[a,b]上连续,函数
① =a, =b ;
② 域
,则有
满足条件: 上具有连续导数,且其值
该公式称为换元公式.
和
合起来,用过
三
第五章-定积分总结
有效沟通,架起家校合作桥梁在家庭教育中,家长与学校之间的沟通是至关重要的。
有效的沟通可以帮助家长了解学校的教育理念和教学情况,帮助学校了解学生在家庭中的情况和需求,从而促进家校合作,共同促进学生的成长和发展。
架起家校合作的桥梁,加强家长与学校之间的沟通,是非常重要的。
有效的沟通需要双方都有一定的意识和技巧。
家长要重视和主动参与学校的家长会、家长学堂等活动,了解学校的教学管理、教师教学进程和教育理念,并与教师和学校管理者建立良好的关系。
学校也要重视家长的参与和意见,主动与家长沟通,了解家庭的情况,尊重家长的选择。
只有双方都重视起家校合作,才能够建立起有效的沟通桥梁。
家长应该了解学校的教学情况,主动了解学生的学习情况。
家长可以通过参加家长会、家长学堂等方式了解学校的教学理念和教学方式,同时关注学生的在校表现、学习习惯等方面的情况。
在了解学校的情况的基础上,家长可以有针对性地对学生进行家庭教育,帮助他们更好地适应学校的教学要求。
也可以对学校进行合理的建议,共同促进学校的发展和改进。
双方应该保持常态化的沟通,建立稳定的合作桥梁。
只有通过不断的沟通和交流,双方才能够建立起稳定的合作关系。
家长应该与学校保持密切的联系,了解学校的最新情况,及时反馈学生在家庭中的情况和需求。
学校也应该与家长保持密切的联系,了解学生的情况和家庭的需求,及时对家长提出的问题进行解决。
通过这种双向的沟通和反馈,才能够建立起稳定的、顺畅的合作桥梁。
有效的家校沟通是架起家校合作桥梁的重要基础。
只有双方都重视和主动参与家校沟通,才能够建立起稳定、顺畅的合作关系,共同促进学生的成长和发展。
希望家长和学校能够共同努力,为孩子们提供更好的教育服务。
高等数学-第5章 5.1 定积分的概念与性质
第5章 定积分及其应用定积分起源于求图形的面积和体积等实际问题,这类问题往往归结为计算“和式的极限”.定积分与不定积分是两个不同的概念,微积分基本定理揭示了这两个概念之间的关系,解决了定积分的计算问题.本章将从两个实例出发引出定积分的概念,然后讨论定积分的性质和计算方法,介绍定积分在几何上和物理学上的一些应用.§5.1 定积分的概念与性质一、引例 1. 曲边梯形的面积在中学,我们学过求三角形、矩形等以直线为边的图形的面积。
但在实际应用中,有时需要求以曲线为边的图形的面积(图5.1),这种图形可以分割为若干个一条边为曲线,而其余边为直线的图形(图5.2)。
现考虑求由连续曲线()(()0)y f x f x =≥以及直线0===y b x a x 、、所围成图形(图 5.3)的面积,这种图形称为曲边梯形,曲线()y f x =叫做曲边梯形的曲边。
怎样计算曲边梯形的面积呢?不妨回顾一下我们是怎样求函数在某点的瞬时变化率(切线的斜率、瞬时速度)的,都是先求某一区间内的平均变化率(割线的斜率、平均速度),得到某点变化率的近似值,再取极限由近似变化率过渡到精确变化率(切线的斜率、瞬时速度)。
简言之,就图5.3图5.1图5.2是先求近似值,再取极限由近似值过渡到精确值。
我们也采取这种方法来求曲边梯形的面积,先将曲边梯形分割成若干个小的曲边梯形,每个小曲边梯形都用一个小矩形近似代替,则所有小矩形面积之和就是曲边梯形面积的近似值,当把曲边梯形无限细分时,所有小矩形面积之和的极限就是曲边梯形的面积.为了便于表述,按下面四个步骤求曲边梯形的面积A : (1)分割 用1n +个分点01211i i n n a x x x x x x x b --=<<<<<<<<= ,把区间],[b a 分成n 个小区间011211[,],[,],,[,],,[,]i i n n x x x x x x x x -- ,它们的长度依次为11022111,,,,,i i i n n n x x x x x x x x x x x x --∆=-∆=-∆=-∆=- ,经过每一个分点作平行于y 轴的直线段, 把曲边梯形分成n 个小曲边梯形,第i 个小曲边梯形的面积记为(1,2,,)i A i n ∆= ,则所求曲边梯形的面积可表示为121nn i i A A A A A ==∆+∆+⋅⋅⋅+∆=∆∑。
高等数学第五章:定积分-4反常积分
左邻域内无界.取 0,如果极限 lim b f ( x)dx 存 0 a
在,则称此极限为函数 f ( x)在区间[a, b)上的反常积分,
记作
b
a
f
(
x)dx
lim
0
b a
f ( x)dx .
当极限存在时,称反常积分收敛;当极限不存在时,称 反常积分发散.
Tianjin Polytechnic University
作
b
a
f
(
x
)dx
.
b f ( x)dx lim b f ( x)dx
a
0 a
当极限存在时,称反常积分收敛;当极限不存在时,称 反常积分发散.
Tianjin Polytechnic University
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类似地,设函数 f ( x)在区间[a, b)在上连续,而点b 的
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第四节 反常积分
一、无穷限的反常积分 二、无穷函数的反常积分
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一、无穷限的反常积分
定义 1 设函数 f ( x)在区间[a,)上连续,取b a ,
例
5
证明反常积分
1 0
1 xq
dx当q
1时收敛,当q
1
时发散.
证
(1) q 1,
1
0
1 xq
dx
1
0
1 x
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第五章 定积分内容:定积分的概念和性质、微积分基本公式、换元积分法、分部积分法、广义积分。
要求:理解定积分的概念和性质。
掌握牛顿-莱布尼兹公式、定积分的换元法和分部积分法,理解变上限的定积分作为其上限的函数及其求导定理,理解广义积分的概念和计算方法。
重点:定积分的概念和性质;微积分基本公式;换元积分法、分部积分法。
难点:定积分的概念;变上限积分函数及其导数;换元积分法、分部积分法。
§1.定积分的概念一、实例分析1.曲边梯形的面积设函数)(x f y =∈C[a , b ], 且)(x f y =>0. 由曲线0,,),(====y b x a x x f y 围成的图形称为曲边梯形.如何定义曲边梯形的面积 (1) 矩形面积=底高. (2) 预备一张细长条的纸, 其面积底高.(3) 预备一张呈曲边梯形状的纸, 将其撕成许多细长条. (4) 启示:将曲边梯形分割为许多细长条,分割得越细, 误差越小.第i 个细长条面积)],,[()(11---=∆∈∀∆≈∆i i i i i i i i i x x x x x x f S ξξ曲边梯形面积: ∑=∆≈ni iixf S 1)(ξ定积分概念示意图.ppt定义: ),,2,1,max {()(lim1n i x xf S i ni ii=∆=∆=∑=→λξλy =f (x )x =a x =b y =f (x )a=x 0 x 1 x i-1 x i x n =b抛开上述过程的几何意义,将其数学过程定义为定积分. 二、定积分的定义 1. 定义设)(x f y =在[a , b ]有定义, 且有界.(1) 分割: 用分点b x x x a n =<<<= 10把[a , b ]分割成n 个小区间:},,2,1,max{,,,2,1],,[11n i x x x x ni x x i i i i i i =∆=-=∆=--λ记(2) 取点: 在每个小区间],[1i i x x -上任取一点i, 做乘积: i i x f ∆)(ξ.(3) 求和:∑=∆ni iixf 1)(ξ(4) 取极限: ∑=→∆ni iixf 1)(limξλ若极限存在, 则其为)(x f 在[a , b ]上的定积分, 记作:⎰badx x f )(. 即:∑⎰=→∆=ni i i bax f dx x f 1)(lim )(ξλ[a , b ]: 积分区间;a :积分下限;b :积分上限;∑=∆ni iixf 1)(ξ积分和式.问题: 定积分是极限值, 在求极限的过程中, 谁是常量, 谁是变量 注: (1) ∑=∆ni i i x f 1)(ξ与区间的分割法x i 和取点法i有关; 而⎰badx x f )(与x i 和i无关.(2)⎰badx x f )(与a 、b 、f 有关,与x 无关,即:[][]⎰⎰⎰⎰===bab ab abad f du u f dt t f dx x f )()()()(2.定积分存在定理定理 若)(x f 在[a , b ]上有界且只有有限个间断点,则)(x f 在[a , b ]上可积. 推论 若)(x f 在[a , b ]上连续,则)(x f 在[a , b ]上可积.例1. 求⎰1xdx解: x x f =)(在[0, 1]连续, 积分存在.∑⎰=→∆=ni ii x xdx 11lim ξλ与[0, 1]的分割法和i的取法无关. 选取特殊的分割法和取点法, 可使计算简便.(1) 将[0, 1]n 等分, nx n i x i i 1,=∆= (2) 取点i=2)(,nix f x i i i i =∆=ξξ(3) 求和2)1(1)(2121+==∆∑∑==n n nn i x f ni ni i i ξ (4) 取极限212)1(lim)(lim 20=+=∆∞→→nn n x f n i i ξλ 故211=⎰xdx 3. 定积分的几何意义若)(x f 在[a , b ]上非负, 则⎰ba dx x f )(=曲边梯形面积; 若)(x f 在[a ,b ]⎰ba⎰b adx x f )(的几何意义是由曲线0,,),(====y b x a x x f y 围成曲边梯形面积的代数和.例2. a b dx xdx dx x ba-===-⎰⎰⎰-;0sin ;12212πππ.S +S +S -三、定积分的性质 1.规定⎰⎰⎰-==ab baaadxx f dx x f dx x f )()()2(0)()1(2.性质⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰+=±=±=bcc ab abab ab ababadxx f x f dx x f dx x g dx x f dx x g x f dxx f k x kf )()()()3()()()]()([)2()()()1(⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰+=-=⇒+=bccacacbbab acbc adxx f dx x f dx x f dx x f dx x f dxx f dx x f dx x f )()()()()()()()((4) 若在[a , b ]上有)(0)(b a x f <≥,则0)(≥⎰badx x f推论1 若)()()(b a x g x f <≥,则⎰⎰≥bab adx x g dx x f )()(推论2⎰⎰≥babadx x f dx x f )()((5) 设M 、m 分别为)(x f 在[a , b ]上的最大、最小值)(b a <,则)()()(a b M dx x f a b m ba-≤≤-⎰(6) (积分中值定理) 设],[)(b a C x f ∈, 则),(b a ∈∃ξ, 使得))(()(a b f dx x f ba-=⎰ξy =f (ξ)将中值定理变形得:ab dx x f f ba-=⎰)()(ξ称为)(x f 在[a , b ]上的平均值.§2. 微积分基本公式一、变速直线运动中的位置函数与速度函数之间的关系(略)二、积分上限的函数及其导数设)(x f 在[a , b ]上连续, 则x [a , b ], 有)(x f 在[a , x ]上连续. 从而⎰xadx x f )(存在.在这里, 积分上限x 与被积变量x 的性质是不同的. ⎰badx x f )(与a 、b 、f 有关,与x无关.⎰⎰=xaxadt t f dx x f )()(与a 、x 、f 有关.对于[a , b ]上的任一点x , ⎰xadt t f )(有一个确定的对应值, 故⎰xadt t f )(是x 的函数,记作(x ), 即:)(,)()()(b x a dt t f dx x f x xaxa≤≤==Φ⎰⎰称为积分上限的函数.定理 若)(x f 在[a , b ]上连续, 则积分上限的函数⎰=Φxadt t f x )()(在[a , b ]上可导, 且)()()(x f dt t f x xa ='⎪⎭⎫ ⎝⎛=Φ'⎰ 证明: ⎰∆+→∆=Φ-∆+Φ=∆∆∆='x x x x dt t f x x x y xyy )()()(,lim 0)()(lim )(lim )(lim)(000x f f xxf x dt t f x x x xx xx ==∆∆=∆=Φ'→∆→∆∆+→∆⎰ξξ积分中值定理.注: 若)(x f 在[a , b ]上不连续, 则最后一个等式不成立. 此定理说明, ⎰=Φxadt t f x )()(是)(x f 的一个原函数.例1. 202sin sin x dt t x='⎪⎭⎫ ⎝⎛⎰例2. ⎰=x t dt e x G 1)(, 求)(x G '例3. 求极限xdte xt x sin lim 0⎰→.三、牛顿—莱布尼茨公式定理 若)(x f 在[a , b ]上连续, )(x F 是)(x f 的一个原函数,则)()()(a F b F dx x f ba-=⎰证明:)(x F 是)(x f 的一个原函数, ⎰=Φxadt t f x )()(也是)(x f 的一个原函数, 同一个函数的两个原函数之间相关一个常数, 于是有:)()()()(0)()()()()()()()(a F b F dx x f a F C C a F dx x f C b F dx x f Cx F dx x f C x F dt t f ba a ab a xaxa-=⇒⎪⎩⎪⎨⎧-=⇒=+=+=⇒+=⇒=-⎰⎰⎰⎰⎰[]bab abadxx f x F a F b F dx x f ⎰⎰==-=)()()()()(记作记作例1.⎰94dx x例2.⎰-2141)1(1dx x x[]3)124(2arcsin 212)1(1214121412141πππ=-==-=-⎰⎰xxx d dx x x例3.⎰--121dx x[]2ln ln 11212-==----⎰x dx x 例4.⎰-322dx x[][]942)(223020223232+=+-=+-=---⎰⎰⎰x x xdx dx x dx x例5.{}⎰22,max dx x x{}3821,max 221022+=+=⎰⎰⎰dx x xdx dx x x 例6.⎰-π3sin sin dx x x()()34sin 32sin 32)cos (sin cos sin cos sin sin sin 22320232203=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎥⎦⎤⎢⎣⎡=-+⋅==-⎰⎰⎰⎰ππππππππx x dx x x xdx x dxx x dx x x注:在数学计算过程中, 要对结论(答案)作合理性检验.§3. 定积分的换元法和分部积分法一、定积分的换元法定理 若)(],,[)(t x b a C x f ϕ=∈满足如下条件:(1) )(t ϕ是[α,β](或[β,α])上单值单调函数; (2) )(t ϕ在[α,β](或[β,α])有连续导数; (3) b a ==)(,)(βϕαϕ 则:⎰⎰'=βαϕϕdt t t f dx x f ba)()]([)(.例1.dx x x ⎰++4122令21,122-==+t x t x . 当x =0时, t =1; 当x =4时, t =3.3223321232211223133123124=+⋅=+=⋅+-=++⎰⎰⎰t dt t tdt t t dx x x (若不定积分掌握得很好得话, 可以直接凑微分:4040412132122112221)12(21122⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++=++-+=++⎰⎰⎰⎰dx x dx x dx x x dx x x ) 与不定积分换元法相比较, 有两点不同:(1) 积分变量由x 变为t 时, 积分的上下限也要随之改变; (2) 求出关于t 的原函数后无须回代成x 的函数. 例2.dx x x ⎰---2221112)1(tan sec sec 11433243321cos sec 222πππππ-=-==-⎰⎰⎰==--dt dt t t t dxx x x t tx注:换元积分公式,满足)(t ϕ所要求的条件很重要,如:I dt tdt t t dx x I t x -=+-=-⋅+=+=⎰⎰⎰--=-1111222111211)1(11111而事实上,[]2arctan 11π==-x I ,其原因在于)(t ϕ在t=0不可导.例3. 证明: (1) 若)(x f 是[-a , a ]上的偶函数, 则⎰⎰=-aaadx x f dx x f 0)(2)((2) 若证明)(x f 是[-a , a ]上的奇函数, 则0)(=⎰-aadx x f证明:⎰⎰⎰+=--aaaadx x f dx x f dx x f 00)()()(⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰+-=+-=-=-=--=--=-aaa aaaa atx a dtx f x f dx x f dx x f dx x f dxx f dt t f t d t f dx x f 0)]()([)()()()()()()()(此例提示我们, 在计算定积分时, 看到对称的积分限, 要保持敏感. 例⎰-=+115340)(cos x x x .例4. ]1,0[)(C x f ∈, 证明:⎰⎰⎰⎰==πππππ2020)(sin 2)(sin )2()(cos )(sin )1(dxx f dx x xf dx x f dx x f并计算⎰+π2cos 1sin dx xxx ⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰=⇒-=--==-=-=-=ππππππππππππππ0202220)(sin )(sin 2)(sin )(sin )()(sin )()(sin )2()(cos )()(cos )(sin )1(dxx f dx x xf dt t tf dx x f t d t f t dx x xf dxx f t d t f dx x f tx t x[][]4)arctan(cos 2)arctan(cos 2cos cos 112cos 1sin 2cos 1sin 2020202ππππππππππ==-=+-=+=+⎰⎰⎰x x x d xdx x x dx x x x二、定积分的分部积分法⎰⎰⎰⎰'-=-=='dx u v uv vdu uv udv dx v u[]⎰⎰⎰'-=='bab ab ab adx u v uv udv dx v u定积分的分部积分法适用的函数类型与不定积分的分部积分法相同. 例1. ⎰--12dx xe x例2.12ln 23ln 3ln 32--=⎰dx例3. )(cos 20N n xdx I n n ∈=⎰π[]()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⋅⋅-⋅--⋅⋅-⋅--=====⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⋅-⋅--⋅-⋅--=--⋅-=-=-=⇒-=⇒--=--=--=-=-===⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰-----------为奇数为偶数为奇数为偶数n n n n n n n n n n I xdx I dx x I n I n n n n n I n n n n I n n n n I n n I I nn I I n nI I I n dxx x n xdxx n xdx x n xxd x x x xd xdx I n n n n n n n n n n n n n n n n n nn 135)2(24)3)(1(224)2(13)3)(1(1cos 2cos 35)2(24)3)(1(24)2(13)3)(1(23111)1())(1(]cos [cos )1(cos )cos 1()1(cossin )1(cos sin sin cossin coscos 20120010422222022022202220120120120πππππππππππ积分公式:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⋅-⋅-==⎰⎰为奇数为偶数n n n n n n xdx xdx nn 1!!!)!1(2!!!)!1(cos sin 2020πππ例4.16322413cos 24πππ=⋅⋅⋅=⎰xdx§4. 反常积分(广义积分)定义定积分⎰badx x f )(需满足如下条件: (1) )(x f 有界 (2) )(x f 只有有限个间断点 (3) a , b 为确定的数值, 即积分限是有限值. 反常积分是对无穷积分限和无界函数定义的积分.一、无穷限的反常积分定义 设),[)(∞+∈a C x f , 取t >a , 若极限⎰+∞→tat dx x f )(lim存在, 则称此极限为),[)(∞+a x f 在上的反常积分, 记作⎰+∞adx x f )(, 即:⎰⎰+∞→+∞=tat adx x f dx x f )(lim)(⎰+∞→tat dx x f )(lim存在, 也称为⎰+∞adx x f )(收敛;若⎰+∞→tat dx x f )(lim不存在, 则称⎰+∞adx x f )(发散.类似地, 定义:)),()(()()()(]),()(()(lim)(∞+-∞∈+=-∞∈=⎰⎰⎰⎰⎰∞+∞-∞+∞--∞→∞-C x f dx x f dx x f dx x f b C x f dx x f dx x f cc btt b注:都收敛收敛⎰⎰⎰+∞∞-+∞∞-⇔cc dx x f dx x f dx x f )(,)()([]∞+∞++∞→='∞+='⎰⎰⎰==-=-=aat x f x F ax f x F tadxx f x F a F t F dxx f a F t F dxx f )()()()(lim )()()()()()()()(记作记作例1. 2arctan 11002π==+∞+∞+⎰x dx x例2.⎰∞-0dx xe x[][]1lim lim ][lim limlim-=---=-===-∞→-∞→-∞→-∞→-∞→∞-⎰⎰⎰⎰tt tt txtxt tx t tx t xe e te dx e xe xde dxxe dx xe 例3.⎰∞+∞-+dx x x21)()1ln(21111102202022发散+∞=+=++++=+⎰⎰⎰⎰∞+∞+∞+∞-∞+∞-x dx x x dx x x dx x x dx x x故⎰∞+∞-+dx x x21发散.二、无界函数的反常积分定义 设∞=∈+→)(lim ],,()(x f b a C x f ax , 取b >t >a , 若极限⎰+→btat dx x f )(lim存在, 则称此极限为],()(b a x f 在上的反常积分, 仍记作⎰badx x f )(, 即:⎰⎰+→=btat badx x f dx x f )(lim )(亦称为⎰badx x f )(收敛; 否则,称⎰badx x f )(发散.类似地, 定义:⎰⎰⎰⎰⎰+=∞=-∞=+⋃∈=∞=-∈-→b ccabatabt b adxx f dx x f dx x f c f c f b c c a C x f dx x f dx x f b f b a C x f )()()(:)0()0(]},,)(),{[)()(lim )(:)0(),,[)(定义或若定义若注:都收敛收敛⎰⎰⎰⇔bccabadx x f dx x f dx x f )(,)()(例4.⎰-121dx xx11221lim 1lim 11lim0210211221=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⋅-=-=-∞=---→→→⎰⎰tt tt x x dx xxdx x x x x例5.⎰10ln xdx[]1ln lim ln lim ln 111-=-==++→→⎰⎰t t tt x x x xdx xdx例6.⎰-22)1(1dx x发散111022121022022111lim )1(1)1(1)1(1)1(1)1(1lim⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=--+-=-∞=--→→⎰⎰⎰⎰x dx x dx x dx x dx x x t x 故⎰-22)1(1dx x 发散. 注: 计算⎰badx x f )(前, 首先判断)(x f 在[a , b ]上是否有无穷点.定积分小结一、基本概念 1.定积分∑⎰=→∆=ni i i bax f dx x f 1)(lim )(ξλ2.变上限积分函数⎰=Φxadt t f x )()(3.广义积分 (1)无穷积分限 (2)无穷间断点 二、定积分的性质1.定积分与被积分字母无关[][]⎰⎰⎰⎰===bab ab abad f du u f dt t f dx x f )()()()(2.积分限的分割⎰⎰⎰+=bcc abadx x f x f dx x f )()()(3.积分中值定理设],[)(b a C x f ∈, 则),(b a ∈∃ξ, 使得))(()(a b f dx x f ba-=⎰ξ4.对称函数在对称区间上的积分⎪⎩⎪⎨⎧=⎰⎰-为偶函数为奇函数)()(2)(0)(0x f dx x f x f dx x f aaa三、定积分的计算1.牛——莱公式 2.换元积分法 3.分部积分法四、积分上限函数求导)()]([)()()()()(x u x u f dt t f x f dt t f x x u a xa '⋅='⎪⎭⎫ ⎝⎛='⎪⎭⎫ ⎝⎛=Φ'⎰⎰。