定积分知识点汇总(新、选)
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。
初中数学知识归纳定积分的基本概念和性质
初中数学知识归纳定积分的基本概念和性质定积分作为数学中的一个重要概念,是初中数学学习中必须掌握的内容之一。
本文将从定积分的基本概念和性质两个方面进行归纳,帮助初中生更好地理解和掌握这一知识点。
1. 定积分的基本概念定积分是对函数在一定区间上的积分,可以理解为曲线与x轴所夹的面积。
具体而言,定积分可以表示为∫ab f(x)dx,其中a和b分别表示积分的下限和上限,f(x)表示被积函数。
定积分的计算方法有多种,常见的有几何法和定积分的运算法则。
几何法是通过图形的面积进行计算,而定积分的运算法则则利用不定积分求解。
2. 定积分的性质定积分具有以下几个性质:(1)可加性:对于函数f(x)和g(x),定积分具有可加性,即∫ab[f(x) + g(x)] dx = ∫ab f(x) dx + ∫ab g(x) dx。
(2)线性性:对于任意实数k,定积分具有线性性质,即∫ab kf(x) dx = k∫ab f(x) dx。
(3)区间可加性:对于函数f(x)在区间[a, b]上的定积分,可以将该区间分割成若干小区间,然后进行分别计算再求和,即∫ab f(x) dx =∑(i=1 to n) ∫xi-1 xi f(x) dx,其中[xi-1, xi]表示分割后的小区间。
(4)定积分的性质与原函数相关:如果函数F(x)在区间[a, b]上是函数f(x)的原函数,则∫ab f(x) dx = F(b) - F(a)。
(5)无关紧要的加法常数:定积分无关紧要的加法常数,即∫abf(x) dx = ∫ab [f(x) + C] dx,其中C为任意常数。
3. 定积分的应用定积分不仅仅在数学理论中有重要应用,还广泛应用于物理、经济学等实际问题中。
以下是一些常见的应用场景:(1)面积计算:定积分可以用来计算曲线与x轴所夹的面积,从而解决几何学中的面积问题。
(2)求解平均值:对于某些变量随时间变化的过程,可以通过定积分计算平均值,如平均速度、平均密度等。
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
定积分公式大全24个
定积分公式大全24个在微积分中,定积分是一个非常重要的概念,它在数学和物理学等领域有着广泛的应用。
定积分公式作为定积分的重要工具,可以帮助我们解决各种复杂的问题。
在本文中,我们将介绍24个常见的定积分公式,希望对大家的学习和工作有所帮助。
1. 基本积分公式。
定积分的基本公式是。
\[ \int_{a}^{b} f(x)dx=F(b)-F(a) \]其中,\(F(x)\)是\(f(x)\)的不定积分。
这个公式是定积分的基础,我们可以通过它来求解更复杂的积分问题。
2. 定积分的线性性质。
如果\(f(x)\)和\(g(x)\)在区间\([a,b]\)上可积,\(k\)是任意常数,那么有。
\[ \int_{a}^{b} [kf(x)+g(x)]dx=k\int_{a}^{b} f(x)dx+\int_{a}^{b} g(x)dx \]这个公式可以帮助我们简化定积分的计算过程,尤其是在处理复杂的函数时非常有用。
3. 定积分的换元积分法。
如果\(u=g(x)\)在\([a,b]\)上具有连续导数,\(f(u)\)在对应区间上可积,那么有。
\[ \int_{a}^{b} f(g(x))g'(x)dx=\int_{g(a)}^{g(b)} f(u)du \]这个公式可以帮助我们将原来的积分转化为更容易处理的形式,从而简化计算。
4. 定积分的分部积分法。
如果\(u=f(x)\)和\(v=g(x)\)都在\([a,b]\)上具有连续导数,那么有。
\[ \int_{a}^{b} u dv=uv|_{a}^{b}-\int_{a}^{b} v du \]这个公式可以帮助我们将原来的积分转化为更容易处理的形式,从而简化计算。
5. 定积分的换限积分法。
如果\(f(x)\)在\([a,b]\)上可积,\(F(x)\)是\(f(x)\)的一个原函数,那么有。
\[ \int_{a}^{b} f(x)dx=-\int_{b}^{a} f(x)dx \]这个公式可以帮助我们简化定积分的计算过程,尤其是在处理对称函数时非常有用。
积分知识点总结公式
积分知识点总结公式一、基本概念1. 定积分定积分是对函数f(x)在区间[a, b]上积分的概念,表示为∫f(x)dx。
它的几何意义是函数f(x)与x轴所围成的面积。
定积分的概念可以表示成:∫f(x)dx = lim[n→∞]∑[i=1]ⁿ f(xᵢ)Δx其中,Δx = (b - a)/n,xᵢ = a + iΔx。
求解定积分通常使用牛顿-莱布尼茨公式:∫[a, b]f(x)dx = F(b) - F(a)其中,F(x)是f(x)的不定积分。
2. 不定积分不定积分是对函数f(x)的积分的概念,表示为∫f(x)dx。
它的几何意义是求解函数f(x)的原函数F(x)。
求解不定积分的常用方法包括换元法、分部积分法、特殊积分法等。
3. 曲线的长、面积、体积通过积分的方法可以求解曲线的长度、曲线围成的面积以及体积。
曲线的长度可以表示成:L = ∫[a, b]√(1 + (dy/dx)²)dx曲线围成的面积可以表示成:S = ∫[a, b]f(x)dx体积可以表示成:V = ∫[a, b]A(x)dx其中A(x)是截面积。
二、常见积分公式1. 基本积分公式基本积分公式包括:∫xⁿdx = (1/(n+1))x^(n+1) + C,其中n≠-1∫eˣdx = eˣ + C∫aˣdx = (1/lna)aˣ + C,其中a>0,a≠1∫sinxdx = -cosx + C∫cosxdx = sinx + C∫sec²xdx = tanx + C∫csc²xdx = -cotx + C∫secxtanxdx = secx + C∫cscxcotxdx = -cscx + C∫1/(1+x²)dx = arctanx + C∫1/√(1-x²)dx = arcsinx + C∫1/(x²+a²)dx = (1/a)arctan(x/a) + C2. 分部积分公式分部积分公式是对两个函数的积分的概念,表示为∫u(x)v'(x)dx = u(x)v(x) - ∫v(x)u'(x)dx。
定积分知识点总结等价
定积分知识点总结等价在本文中,我们将对定积分的基本概念、性质和求解方法进行总结,希望能够帮助读者更好地理解和运用定积分。
一、定积分的基本概念定积分可以看作是一个区间上面积的度量,它描述了函数在一定区间上的总体变化情况。
在数学上,定积分可以理解为函数在指定区间内的面积或者是曲线的弧长,在物理上可以表示为质量、能量、熵等的总量。
1.1 定积分的定义设f(x)在区间[a, b]上有定义,且[a, b]是有限闭区间,将[a, b]上的分割记作Δ,记Δ的任一分点为x0, x1, ..., xn,对应的区间为[x0, x1], [x1, x2], ..., [xn-1, xn]。
则对应的分割Δ表示为:Δ = {x0, x1, ..., xn}Δ的长度记作δxi = xi - xi-1,假设Δ长度的最大值为δ = max{δxi}。
我们将区间[a, b]分成n个小区间,当n趋于无穷大时,(也就是每个小区间的长度趋于0),则这个过程称为区间[a, b]的分割,也称之为区间[a, b]的划分。
对于函数f(x)在区间[a, b]上的定积分,可以用如下的极限形式定义:∫(a->b)f(x)dx = lim(Δ->0)Σ(i=1->n)f(xi*)δxi其中,xi*是区间[xi-1, xi]上的任意一点。
1.2 定积分的几何意义定积分的几何意义是非常直观的,它表示了曲线与坐标轴以及两条直线之间的面积。
当函数f(x)在区间[a, b]上是非负的时候,定积分表示了曲线y=f(x)与x轴以及直线x=a, x=b之间的面积。
当函数f(x)在区间[a, b]上是有正有负的时候,定积分表示了曲线y=f(x)与x轴之间的面积,其中函数f(x)在区间[a, b]上的正值与负值部分面积互相抵消,最终得到曲线与x轴之间的面积。
1.3 定积分的物理意义在物理上,定积分可以用来描述某一物理量在一定的时间或空间范围内的总量。
例如,对于质量密度为ρ(x)的一根杆在区间[a, b]上的质量总量可以表示为:m = ∫(a->b)ρ(x)dx这里ρ(x)dx表示了杆上长度为dx的小段的质量。
积分知识点归纳总结
积分知识点归纳总结一、积分的概念积分指的是对函数的定积分。
在数学中,积分的概念是对函数的区间内的曲线的面积进行求解。
积分可以分为定积分和不定积分。
定积分是指对一个函数在一个给定的区间内求积分,而不定积分是指对一个函数的积分不指定上下限的积分。
二、积分的性质1. 可加性:即若f(x)在区间[a,b]内有积分,则f(x)在[a,b]的积分等于f(x)在[a,c]的积分加上f(x)在[c,b]的积分。
2. 线性:若f(x)和g(x)都在区间[a,b]内有积分,则f(x)+g(x)在[a,b]的积分等于f(x)在[a,b]的积分加上g(x)在[a,b]的积分。
3. 区间上下限对换:若f(x)在区间[a,b]内有积分,则f(x)在[a,b]的积分等于f(x)在[b,a]的积分的负数。
三、积分的计算积分的计算主要有两种方法:一种是不定积分的计算,一种是定积分的计算。
不定积分的计算中主要是使用换元法、分部积分法等方法进行计算。
而定积分的计算主要是使用积分的定义进行计算。
四、积分的应用积分的应用非常广泛,可以应用于各个领域,如物理学、生物学、工程学等等。
积分可以用来求解函数的面积、体积、质量、重心、惯性矩等等。
五、积分的意义积分的意义在于求解曲线下的面积。
通过对函数的积分,可以求解出曲线下任意区间内的面积,从而可以理解函数的几何意义。
六、积分的历史积分的概念最早可以追溯到17世纪的牛顿和莱布尼兹。
他们分别独立地创立了微积分学的基本理论。
牛顿和莱布尼兹都研究了曲线的面积问题,并最终建立了积分的概念和性质。
积分的发展历程与微积分的发展历程是分不开的。
七、积分与微分的关系积分与微分是微积分学中两个最重要的概念。
积分和微分是相互联系的。
微分是求函数的导数,而积分是对函数的定积分。
微分和积分是相互倒数的关系。
微分与积分都是微积分的两个基本概念,两者相辅相成。
八、积分的解题方法积分的解题方法有很多种,例如常见的换元法、分部积分法、三角换元法等等。
定积分知识总结(总9页)
定积分知识总结(总9页)1. 定积分的定义定积分是数学中的一个概念,它表示将一个函数沿着一条给定的路径积累起来的总和。
在数学上,定积分是描述函数在一定区间上的面积、体积、虚功等概念的一种工具。
(1)可加性:若f(x)在[a,b]、[b,c]上可积,则:∫(a,c)f(x)dx=∫(a,b)f(x)dx+∫(b,c)f(x)dx∫(a,b)f(x)dx≥03. 函数可积的充分条件Riemann可积的充分条件有:(1)区间[a,b]上f(x)存在上下积分,且上下积分相等;(2)对任意ϵ>0,可找到划分P及加细之后的划分P1,使得S(P1,f)-s(P1,f)<ϵ,其中S(P1,f)表示P1的上和式,s(P1,f)表示P1的下和式。
4. 定积分的计算方法定积分可以通过换元法、分部积分法、牛顿-莱布尼茨公式等数学方法进行计算。
(1)求曲线下面的面积;(2)求曲线绕x轴或y轴旋转的体积;(3)求物理问题中的虚功;(4)求平均值、方差等统计量。
6. 常用定积分公式$\int x^ndx={x^{n+1}}/{n+1}+C$$\int\sin xdx=-\cos x+C$7. 例题(1)计算定积分: $\int_{0}^{\frac{\pi}{2}}\sin xdx$解:$ \int_{0}^{\frac{\pi}{2}}\sin xdx=\left . -\cos x \right |\begin{matrix} 0\\\frac{\pi}{2} \end{matrix} =1$8. 求导与积分的对应关系如果函数f(x)在区间[a,b]上可导,则:$\int_{a}^{b}f'(x)dx = f(b)-f(a)$微积分是数学的一个分支,其中包括微分和积分两个部分。
微积分对象是函数的导数和原函数。
定积分是微积分中的积分部分,用于计算函数在一定区间内的积累量。
因此,微积分中的求导和积分是密不可分的,两者相辅相成,是微积分学中的核心概念。
定积分应用方法总结(经典题型归纳)
定积分复习重点定积分的考查频率不是很高,本讲复习主要掌握定积分的概念和几何意义,使用微积分基本定理计算定积分,使用定积分求曲边图形的面积和解决一些简单的物理问题等. 1.定积分的运算性质1212(1)()()().(2)[()()]()().(3)()()()().bbaab bb aaab c baackf x dx k f x dx k f x f x dx f x dx f x dx f x dx f x dx f x dx =±=±=+⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰为常数其中a<c<b2.微积分基本定理如果()f x 是区间[a ,b]上的连续函数,并且'()()F x f x =,那么()()()baf x dx F b F a =-⎰,这个结论叫微积分基本定理,又叫牛顿—莱布尼兹公式。
3.求定积分的方法(1)利用微积分基本定理就定积分 ①对被积分函数,先简化,再求定积分.例如:230(1-2sin)2d πθθ⎰注:322()3x x '=,(-cos )sin x x '=②分段函数,分段求定积分,再求和.(被积函数中带有绝对值符号时,计算的基本思路就是用分段函数表示被积函数,以去掉绝对值符号,然后应用定积分对积分区间的可加性,分段进行计算)1.计算积分⎰---322|32|dx x x解1. 由于在积分区间]3,2[-上,被积函数可表示为⎩⎨⎧≤<-----≤≤---=--.31,)32(,12,32|32|222x x x x x x x x 所以⎰---322|32|dx x x 13)32()32(312122=-----=⎰⎰---dx x x dx x x .(2)利用定积分的几何意义求定积分如定积分12014x dx π-=⎰,其几何意义就是单位圆面积的14。
(课本P60 B 组第一题) (3)利用被积函数的奇偶性a. 若()f x 为奇函数,则()0aa f x dx -=⎰;b. 若()f x 为偶函数,则0()()a aa f x dx f x dx-=⎰⎰2;其中0a >。
定积分公式大全24个
定积分公式大全24个一、定积分的定义。
定积分是微积分中的一个重要概念,它是对函数在一个区间上的积分。
在数学上,定积分可以表示为∫abf(x)dx,其中a和b是积分的区间,f(x)是被积函数。
下面我们将介绍一些常见的定积分公式。
二、基本定积分公式。
1. 基本积分公式。
∫xndx = x^(n+1)/(n+1) + C,其中n≠-1,C为常数。
2. 基本三角函数积分公式。
∫sinxdx = -cosx + C。
∫cosxdx = sinx + C。
∫sec^2xdx = tanx + C。
∫csc^2xdx = -cotx + C。
3. 基本指数函数积分公式。
∫e^xdx = e^x + C。
∫a^xdx = a^x/lna + C,其中a>0且a≠1。
4. 基本对数函数积分公式。
∫(1/x)dx = lnx + C。
5. 基本反三角函数积分公式。
∫(1/√(1-x^2))dx = arcsinx + C。
∫(1/√(1+x^2))dx = arctanx + C。
6. 基本双曲函数积分公式。
∫coshxdx = sinhx + C。
∫sinhxdx = coshx + C。
∫sech^2xdx = -tanhx + C。
∫csch^2xdx = -cothx + C。
三、定积分的性质。
1. 定积分的线性性质。
∫[af(x) + bg(x)]dx = a∫f(x)dx + b∫g(x)dx,其中a、b为常数。
2. 定积分的区间可加性。
若f(x)在区间[a, b]上可积,则∫abf(x)dx = ∫acf(x)dx + ∫cbf(x)dx。
3. 定积分的保号性。
若f(x)在区间[a, b]上连续且f(x)≥0,则∫abf(x)dx ≥ 0。
四、定积分的常用公式。
1. 定积分的换元积分法。
若∫f(φ(x))φ'(x)dx = ∫g(x)dx,则∫f(u)du = ∫g(x)dx,其中u=φ(x)。
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。
定积分知识点总结半圆
定积分知识点总结半圆在介绍定积分之前, 我们首先需要了解什么是函数的积分. 在微积分中, 函数的积分是函数的反导数, 也就是说, 如果函数f(x)的导数为F(x), 那么F(x)就是函数f(x)的积分, 记作∫f(x)dx=F(x)+C, 其中C为积分常数. 积分常数是由于我们在对函数进行积分时, 存在无法确定的起始点, 所以需要添加一个常数C来表示.而定积分是积分的一种特殊形式, 其中积分的上下限是固定的, 即从a到b, 记作∫[a,b]f(x)dx. 定积分的几何意义是曲线与x轴以及两条垂直线x=a和x=b所围成的区域的面积, 如果函数f(x)在区间[a,b]上连续, 那么该面积可以通过定积分来计算. 定积分的计算可以帮助我们求解曲线下面积、弧长、体积等问题, 在数学、物理、工程等领域有着广泛的应用.定积分的定义和性质定积分的定义是通过极限的概念来进行的, 定积分的定义如下:设函数f(x)在区间[a,b]上连续, 将区间[a,b]等分为n等分, 其中Δx=(b-a)/n, 在每个子区间[x(i-1),x(i)]上取一点ξ(i), 对于每个ξ(i),取其函数值f(ξ(i))与子区间长度Δx的乘积之和, 即为定积分的近似值:∑f(ξ(i))Δx, i=1,2,...,n.当n趋向无穷大时, 以上和的极限存在, 并称该极限为函数f(x)在区间[a,b]上的定积分, 记作∫[a,b]f(x)dx. 其中ξ(i)为区间[x(i-1),x(i)]上的任意一点.定积分的性质包括线性性、区间可加性、保号性等, 下面分别介绍:1. 线性性: 对于任意函数f(x)和g(x), 以及任意常数α和β, 有∫[a,b](αf(x)+βg(x))dx=α∫[a,b]f(x)dx+β∫[a,b]g(x)dx.2. 区间可加性: 对于任意函数f(x), 如果在区间[a,b]和[b,c]上都连续, 那么有∫[a,c]f(x)dx=∫[a,b]f(x)dx+∫[b,c]f(x)dx.3. 保号性: 如果函数f(x)在区间[a,b]上连续且非负, 那么有∫[a,b]f(x)dx≥0, 若在某一点x(i)上f(ξ(i))>0, 那么定积分的值也大于0.定积分的计算定积分的计算通常分为定积分的求解和定积分的应用两个方面:1. 定积分的求解通常采用牛顿-莱布尼兹公式, 也就是说, 如果函数f(x)的原函数F(x)已知,那么可以通过F(b)-F(a)来求解∫[a,b]f(x)dx的值. 但是, 实际情况中很多函数并没有原函数, 这时就需要通过定积分的数值计算方法进行求解, 如梯形法则、辛普森法则等.2. 定积分的应用涉及到物理学、工程学等领域, 其中包括曲线下面积、旋转体的体积、平均值、弧长等问题. 定积分可以帮助我们求解某些物理现象的参数, 如质心、转动惯量、功等, 并且可以用于求解一些工程问题, 如柱面体积、水压力等.定积分的重要定理在定积分的学习中, 我们需要了解一些重要的定理, 如积分中值定理、换元积分法、分部积分法等, 这些定理可以帮助我们更快更准确地解决定积分的计算问题.1. 积分中值定理: 如果函数f(x)在区间[a,b]上连续, 那么存在ξ∈[a,b], 使得∫[a,b]f(x)dx=f(ξ)(b-a). 积分中值定理告诉我们, 定积分对应了函数在区间[a,b]上的平均值乘以区间长度, 这对于某些物理问题有着重要的意义.2. 换元积分法: 如果定积分中含有较复杂的函数形式, 我们可以通过换元积分法来简化定积分的计算, 过程中需要进行变量代换, 以便求得新的积分上下限和被积函数.3. 分部积分法: 如果需要求解的定积分中含有乘积函数的情形, 我们可以通过分部积分法来简化积分的计算, 过程中需要选取一个函数作为导数, 另一个函数作为原函数, 并进行分部积分.这些定理为我们提供了解决定积分问题的重要工具, 对于学习定积分具有很大的帮助.定积分的应用定积分在数学、物理、工程等领域有着广泛的应用, 下面介绍一些定积分的典型应用:1. 曲线下面积: 定积分可以帮助我们求解曲线与x轴围成的面积, 也就是说, 如果我们知道了函数f(x)在区间[a,b]上的表达式, 那么可以通过定积分来求解其图像下的面积. 这对于某些物理问题有着重要的意义, 如速度与时间的关系、加速度与时间的关系等.2. 旋转体的体积: 定积分可以帮助我们求解旋转体的体积, 例如,通过定积分可以求解由函数f(x)、直线x=a、x=b、x轴围成的曲线绕x轴旋转所得到的旋转体的体积. 这对于某些工程问题有着重要的意义, 如管道的容积、杯子的容量等.3. 平均值: 定积分可以帮助我们求解函数在区间[a,b]上的平均值, 也就是说, 定积分的值除以区间长度, 可以得到函数在该区间上的平均值. 这对于某些物理问题有着重要的意义, 如温度的平均值、压强的平均值等.4. 弧长: 定积分可以帮助我们求解曲线的弧长, 也就是说, 定积分可以求解曲线与x轴围成的面积. 这对于某些工程问题有着重要的意义, 如弯管的长度、曲线轨迹的长度等.总结定积分是微积分中的一个重要概念, 不仅可以帮助我们求解曲线下面积、旋转体的体积等问题, 还可以用于求解一些物理和工程问题. 定积分的定义和性质、定积分的计算和应用、定积分的重要定理以及定积分的应用等方面都有很多值得深入学习和探讨的地方. 对定积分的深入理解不仅可以帮助我们提高数学水平, 还可以为我们解决实际问题提供重要的依据和方法. 因此, 对于定积分的学习有着非常重要的意义, 并且有着广阔的应用前景.。
高中数学积分知识点总结
高中数学积分知识点总结积分是高中数学中的重要内容,它是微积分的一部分,用于研究函数的积累效应和区域面积计算等问题。
在高中数学学习过程中,积分作为一个重要的工具和思维方式,常常被运用到各个数学领域中。
本文将总结高中数学中常用的积分知识点,帮助大家更好地掌握和应用积分。
1. 定积分定积分是积分的一种形式,它可以用于计算曲线与坐标轴之间所夹的面积。
定积分的定义可以简单表示为:若f(x)在[a,b]上连续,则存在F(x),使得F'(x)=f(x),则∫[a,b]f(x)dx=F(b)-F(a)。
其中,F(x)称为f(x)的原函数。
2. 基本积分法在求解积分的过程中,常常会用到基本积分法,即利用函数的原函数进行积分计算。
常用的基本积分公式包括:常数积分法、幂函数积分法、三角函数积分法、指数函数积分法、对数函数积分法等。
通过熟练掌握这些基本积分法则,可以简化积分运算的复杂程度。
3. 不定积分和定积分的关系不定积分是定积分的逆运算,它与定积分之间有着密切的关系。
具体而言,设F(x)为f(x)的一个原函数,那么f(x)的不定积分可以表示为∫f(x)dx=F(x)+C,其中C为常数。
因此,不定积分求解的目的是寻找原函数,而定积分的求解则是通过计算积分的上下界之差来求解曲线与坐标轴所夹的面积。
4. 曲线的面积计算积分在计算曲线与坐标轴所夹的面积时发挥着重要的作用。
一般情况下,曲线的面积可以通过定积分来求解。
当曲线与x轴之间的面积为正值时,采用∫f(x)dx的形式进行计算;当曲线与x轴之间的面积为负值时,则需取绝对值。
此外,若要计算曲线与y轴之间的面积,需对积分表达式进行变形,如∫|f(x)|dx。
5. 函数的平均值在积分中,还可以通过函数的平均值来求解一些问题。
平均值的计算方式为函数的积分值除以积分区间的长度。
具体而言,设函数f(x)在[a,b]上连续,则函数f(x)在[a,b]上的平均值为f_avg=(1/(b-a))∫[a,b]f(x)dx。
定积分知识点汇总
定积分知识点汇总定积分是微积分中的一个重要概念,它在数学、物理、工程等领域都有着广泛的应用。
下面就来对定积分的相关知识点进行一个全面的汇总。
一、定积分的定义如果函数\(f(x)\)在区间\(a,b\)上连续,用分点\(a =x_0 < x_1 < x_2 <\cdots < x_n = b\)将区间\(a,b\)等分成\(n\)个小区间,在每个小区间\(x_{i 1}, x_i\)上取一点\(\xi_i\)(\(i = 1, 2, \cdots, n\)),作和式\(\sum_{i = 1}^n f(\xi_i) \Delta x\)(其中\(\Delta x =\dfrac{b a}{n}\))。
当\(n\)无限趋近于正无穷大时,上述和式无限趋近于某个常数,这个常数叫做函数\(f(x)\)在区间\(a,b\)上的定积分,记作\(\int_{a}^{b} f(x)dx\)。
二、定积分的几何意义1、当函数\(f(x)\)在区间\(a,b\)上恒为正时,定积分\(\int_{a}^{b} f(x)dx\)表示由曲线\(y = f(x)\),直线\(x = a\),\(x = b\)和\(x\)轴所围成的曲边梯形的面积。
2、当函数\(f(x)\)在区间\(a,b\)上恒为负时,定积分\(\int_{a}^{b} f(x)dx\)的值为上述曲边梯形面积的相反数。
3、当函数\(f(x)\)在区间\(a,b\)上有正有负时,定积分\(\int_{a}^{b} f(x)dx\)表示曲线\(y = f(x)\)在\(x\)轴上方部分与\(x\)轴所围成的面积减去曲线\(y = f(x)\)在\(x\)轴下方部分与\(x\)轴所围成的面积。
三、定积分的性质1、\(\int_{a}^{a} f(x)dx = 0\)2、\(\int_{a}^{b} f(x)dx =\int_{b}^{a} f(x)dx\)3、\(\int_{a}^{b} f(x) ± g(x)dx =\int_{a}^{b} f(x)dx ±\int_{a}^{b} g(x)dx\)4、\(\int_{a}^{b} kf(x)dx = k \int_{a}^{b} f(x)dx\)(其中\(k\)为常数)四、定积分的计算1、牛顿莱布尼茨公式如果函数\(F(x)\)是连续函数\(f(x)\)在区间\(a,b\)上的一个原函数,那么\(\int_{a}^{b} f(x)dx = F(b) F(a)\)。
定积分知识点
定积分知识点
嘿,咱今天来聊聊定积分知识点哈!定积分就像是一个神奇的魔法箱,能帮我们解决好多问题呢!
比如说计算图形的面积,哇塞,这可太有用啦!就好像你有一块地,你想知道它有多大面积,定积分就能告诉你哦!比如说一个不规则的图形,我们可以通过把它分割成很多小的部分,然后对每一部分用定积分来计算,最后加起来,不就知道整个图形的面积啦?就像拼图一样,一块一块拼起来!
再说说求体积呀!想象一下,有个奇怪形状的容器,你想知道它能装多少东西,定积分就能帮你搞定!这不神奇吗?
还有啊,定积分还可以用来求平均值呢!举个例子,假设你一段时间内的学习成绩有高有低,那用定积分就能算出这段时间整体的平均成绩呀!是不是很厉害?
总之,定积分就是这样一个超棒的工具,能在很多地方大显身手呢!咱可得好好掌握它呀!。
定积分知识复习总结
定积分知识总结一、基本概念和性质(1)定义[]()[]())()(lim )()()(,,,,0max ...,)()(lim lim )(11111111011-=∞→-=----∞→∞→=∞→-⋅-⋅=-⋅≈=→-∞→==-⋅=⋅∑∑∑∑⎰i i ni i n i i ni i i i i i i i i i i i i i i i i n i nn i n ni iban x x f x x f S x x f S I S I S I x x I x x n b x x x a n b a x x f S dx x f ξξξξξ④求极限:即③求和:,上任取一点在上用矩形代替在上的代数面积为在②记时,要求当<<<个小区间,区间分成①把的定义:[]dxx g dx x f dx x g x f ab babababa⋅⋅+⋅⋅=⋅⋅+⋅-=⎰⎰⎰⎰)()()()(12βαβα②线性运算性质:①)定积分的性质()()()(=⋅⋅-=⋅⎰⎰⎰aaabba dx x f dxx f dx x f()))(定要求的区间可积即可,不一其中,包含③区间的可加性:b a c c b a dxx f dx x f dx x f bccaba,,,()()()(∈⋅+⋅=⋅⎰⎰⎰[][][][]⎰⎰⎰⎰⎰⎰⋅⋅≥≡=⋅≥⋅≥⋅≥≥⋅≥babababab abadxx g dx x f x g x f x g x f b a x g x f x f x f dx x f x f x f b a x f dxx g dx x f x g x f b a x g x f dx x f x f b a x f )()(),()(),()(,)(),(0:0)(00:0)(0)(0)(0)(,)()()(),()(,)()(0)(0)(,)(>则:不恒等于且上连续,在区间推论:若区间上都等于则是指在整个;,也可能整个区间均为可能个别点上等于>,则不恒等于,上连续,在⑥若则上可积且在,⑤若,则上可积且在④ [][][][][])()()(,,)()()()(,)(,)()()(,)(a b f dx x f b a b a x f a b M dx x f a b m M m b a x M x f m b a x f dxx f dx x f b a x f bababa ba-⋅=⋅∈-≤⋅≤-∈≤≤⋅≤⋅⎰⎰⎰⎰ξξ,使得:点上连续,则至少存在一在闭区间若⑨(积分中值定理)均为常数,则:,,,上可积,在⑧若上可积,则在⑦若二、微积分基本公式1、积分上限函数及其导数定义:设函数)(x f 在区间],[b a 上连续,对于任意],[b a x ∈,)(x f 在区间],[x a 上也连续,所以函数)(x f 在],[x a 上也可积.显然对于],[b a 上的每一个x 的取值,都有唯一对应的定积分⎰xadt t f )(和x 对应,因此⎰xadt t f )(是定义在],[b a 上的函数.记为⎰=Φxadt t f x )()(,],[b a x ∈.称)(x Φ叫做变上限定积分,有时又称为变上限积分函数.定理1:如果函数)(x f 在区间],[b a 上连续,则⎰=Φxadt t f x )()(在],[b a 上可导,且)()()()(b x a x f dt t f dxd x xa ≤≤==Φ'⎰定理2、3:如果)(x f 在区间],[b a 上连续,则它的原函数一定存在,且其中的一个原函数为⎰=Φxadt t f x )()(.2、牛顿——莱布尼茨公式定理4(微积分基本公式)如果函数)(x f 在区间],[b a 上连续,且)(x F 是)(x f 的任意一个原函数,那么⎰-=b aa Fb F dx x f )()()(.证 由定理5.2知,⎰=Φx adt t f x )()(是)(x f 在区间],[b a 的一个原函数,则)(x Φ与)(x F 相差一个常数C ,即C x F dt t f x a+=⎰)()(.又因为C a F dt t f a a+==⎰)()(0,所以)(a F C -=.于是有)()()(a F x F dt t f x a -=⎰.所以 ⎰-=baa Fb F dx x f )()()(成立.为方便起见,通常把)()(a F b F -简记为ba x F )(或b a x F )]([,所以公式可改写为)()()()(a F b F x F dx x f b a b a-==⎰三、定积分的积分法1、定积分的换元积分法定理1设函数)(x f 在区间],[b a 上连续,并且满足下列条件:(1))(t x ϕ=,且)(αϕ=a ,)(βϕ=b ;(2))(t ϕ在区间],[βα上单调且有连续的导数)(t ϕ';(3)当t 从α变到β时,)(t ϕ从a 单调地变到b . 则有⎰⎰'=b adt t t f dx x f βαϕϕ)()]([)(上述公式称为定积分的换元积分公式.在应用该公式计算定积分时需要注意以下两点:①从左到右应用公式,相当于不定积分的第二换元法.计算时,用 把原积分变量 换成新变量 ,积分限也必须由原来的积分限 和 相应地换为新变量 的积分限 和 ,而不必代回原来的变量 ,这与不定积分的第二换元法是完全不同的.②从右到左应用公式,相当于不定积分的第一换元法(即凑微分法).一般不用设出新的积分变量,这时,原积分的上、下限不需改变,只要求出被积函数的一个原函数,就可以直接应用牛顿—莱布尼兹公式求出定积分的值. 2、定积分的分部积分法设函数)(x u u =和)(x v v =在区间],[b a 上有连续的导数,则有)()()]()([)()(x du x v x v x u x dv x u bab ab a⎰⎰-=.上述公式称为定积分的分部积分公式.选取)(x u 的方式、方法与不定积分的分部积分法完全一样.四、定积分的应用1、定积分应用的微元法为了说明定积分的微元法,我们先回顾求曲边梯形面积A 的方法和步骤: (1)将区间],[b a 分成n 个小区间,相应得到n 个小曲边梯形,小曲边梯形的面积记为i A ∆),2,1(n i =;(2)计算i A ∆的近似值,即i i i x f A ∆≈∆)(ξ(其中],[,11i i i i i i x x x x x --∈-=∆ξ); (3)求和得A 的近似值,即i ni i x f A ∆≈∑=1)(ξ;(4)对和取极限得⎰∑=∆==→bai ni i dx x f x f A )()(lim 1ξλ.下面对上述四个步骤进行具体分析:第(1)步指明了所求量(面积A )具有的特性:即A 在区间],[b a 上具有可分割性和可加性.第(2)步是关键,这一步确定的i i i x f A ∆≈∆)(ξ是被积表达式dx x f )(的雏形.这可以从以下过程来理解:由于分割的任意性,在实际应用中,为了简便起见,对i i i x f A ∆≈∆)(ξ省略下标,得x f A ∆≈∆)(ξ,用],[dx x x +表示],[b a 内的任一小区间,并取小区间的左端点x 为ξ,则A ∆的近似值就是以dx 为底,)(x f 为高的小矩形的面积(如图5.7 阴影部分),即dx x f A )(≈∆.通常称dx x f )(为面积元素,记为dx x f dA )(=.将(3),(4)两步合并,即将这些面积元素在],[b a 上“无限累加”,就得到面积A .即⎰=ba dx x f A )(.一般说来,用定积分解决实际问题时,通常按以下步骤来进行: (1)确定积分变量x ,并求出相应的积分区间],[b a ;(2)在区间],[b a 上任取一个小区间],[dx x x +,并在小区间上找出所求量F 的微元dx x f dF )(=;(3)写出所求量F 的积分表达式⎰=ba dx x f F )(,然后计算它的值.利用定积分按上述步骤解决实际问题的方法叫做定积分的微元法. 注 能够用微元法求出结果的量F 一般应满足以下两个条件: ①F 是与变量x 的变化范围],[b a 有关的量;②F 对于],[b a 具有可加性,即如果把区间],[b a 分成若干个部分区间,则F 相应地分成若干个分量.2、定积分求平面图形的面积(1)直角坐标系下面积的计算(1)由曲线)(x f y =和直线0,,===y b x a x 所围成曲边梯形的面积的求法前面已经介绍,此处不再叙述.(2)求由两条曲线)(),(x g y x f y ==,))()((x g x f ≥及直线b x a x ==,所围成平面的面积A (如图5.8所示).下面用微元法求面积A . ①取x 为积分变量,],[b a x ∈.②在区间],[b a 上任取一小区间],[dx x x +,该区间上小曲边梯形的面积dA 可以用高)()(x g x f -,底边为dx 的小矩形的面积近似代替,从而得面积元素dx x g x f dA )]()([-=. ③写出积分表达式,即⎰-=badx x g x f A )]()([.⑶求由两条曲线)(),(y x y x ϕψ==,))()((y y ϕψ≤及直线d y c y ==,所围成平面图形(如图5.9)的面积. 这里取y 为积分变量,],[d c y ∈, 用类似 (2)的方法可以推出:⎰-=dcdy y y A )]()([ψϕ.(2)极坐标系下面积的计算设曲边扇形由极坐标方程)(θρρ=与射线)(,βαβθαθ<==所围成(如图5.13所示).下面用微元法求它的面积A.以极角θ为积分变量,它的变化区间是],[βα,相应的小曲边扇形的面积近似等于半径为)(θρ,中心角为θd 的圆扇形的面积,从而得面积微元为θθρd dA 2)]([21=于是,所求曲边扇形的面积为 ⎰=βαθθρd A 2)]([21.3.定积分求体积 (1)旋转体的体积旋转体是一个平面图形绕这平面内的一条直线旋转而成的立体.这条直线叫做旋转轴.设旋转体是由连续曲线)0)()((≥=x f x f y 和直线b x a x ==,及x 轴所围成的曲边梯形绕x 轴旋转一周而成(如图5.15).取x 为积分变量,它的变化区间为],[b a ,在],[b a 上任取一小区间],[dx x x +,相应薄片的体积近似于以)(x f 为底面圆半径,dx 为高的小圆柱体的体积,从而得到体积元素为dx x f dV 2)]([π=,于是,所求旋转体体积为dx x f V bax ⎰=2)]([π.(2)平行截面面积为已知的立体体积设一物体被垂直于某直线的平面所截的面积可求,则该物体可用定积分求其体积.不妨设直线为x 轴,则在x 处的截面面积)(x A 是x 的已知连续函数,求该物体介于a x =和)(b a b x <=之间的体积(如图5.19).取x 为积分变量,它的变化区间为],[b a ,在微小区间],[dx x x +上)(x A 近似不变,即把],[dx x x +上的立体薄片近似看作)(x A 为底,dx 为高的柱片,从而得 到体积元素dx x A dV )(=.于是该物体的体积为⎰=badx x A V )(.类似地,由曲线)(y x ϕ=和直线d y c y ==,及y 轴所围成的曲边梯形绕y 轴旋转一周而成(如图5.16),所得旋转体的体积为dy y V dcy ⎰=2)]([ϕπ.。
(完整版)定积分知识点总结,推荐文档
多加了 k 个新分店,则
S( , f ) S( ', f ) S( , f ) k || ||, S( , f ) S( ', f ) S( , f ) k || ||,
这里 M m, M , m 分别为 f 在[a,b]上的上、下确界.
推论 2 设 f(x)在[a,b]上有界. 对于任意两个分割 , ' ,有
定理 对于 f(x)在[a,b]上的有界函数,则有
lim S( , f ) I , lim S( , f ) I.
|| ||0
|| ||0
3.函数可积分条件 设 f(x)在[a,b]上有界,下列命题等价:
(1)f(x)在[a,b]可积;
(2) I I;
n
(3)对于[a,b]上的任何一个分割
n
n
S ( , f ) M i (xi xi1), S ( , f ) mi (xi xi1)
i 1
i 1
S( , f ) 称为 f(x)相应于分割 π 的达布上和, S( , f ) 称为 f(x)相应于分割 π 的达布下
和
特别地,当 f(x)连续时,这些和就直接是相应于任意分割法的积分和的最小者和最
原函数,则上述公式化为
b f (x)dx f ( )(b a), (a,b) a
这一类公式称之为积分中值公式,它显示出一个函数的定积分可以通过其自身进行
表达和估算.
上述公式的几何意义可以从面积的意义来考察:设 f(x)是[a,b]上的正值连续函数,则 公式左边的面积与右边表达式所代表的举矩形面积相等,而矩形的高 f ( ) 正是 f(x) 在
b
1 定积分中变量替换公式 设要计算积分 f (x)dx ,这里 f(x)是在区间[a,b]内连续的.
高中数学定积分知识点
数学选修2-2知识点总结一、导数1.函数的平均变化率为=∆∆=∆∆xfx y x x f x x f x x x f x f ∆-∆+=--)()()()(111212 注1:其中x ∆是自变量的改变量,可正,可负,可零。
注2:函数的平均变化率可以看作是物体运动的平均速度。
2、导函数的概念:函数)(x f y =在0x x =处的瞬时变化率是xx f x x f x yx x ∆-∆+=∆∆→∆→∆)()(limlim0000,则称函数)(x f y =在点0x 处可导,并把这个极限叫做)(x f y =在0x 处的导数,记作)(0'x f 或0|'x x y =,即)(0'x f =xx f x x f x yx x ∆-∆+=∆∆→∆→∆)()(limlim0000.3.函数的平均变化率的几何意义是割线的斜率; 函数的导数的几何意义是切线的斜率。
4导数的背景(1)切线的斜率;(2)瞬时速度;6、常见的导数和定积分运算公式:若()g x均可导(可积),则有:f x,()用导数求函数单调区间的步骤:①求函数f(x)的导数'()f x②令'()f x>0,解不等式,得x的范围就是递增区间.③令'()f x<0,解不等式,得x的范围,就是递减区间;[注]:求单调区间之前一定要先看原函数的定义域。
7.求可导函数f(x)的极值的步骤:(1)确定函数的定义域。
(2) 求函数f(x)的导数'()f x(3)求方程'()f x=0的根(4) 用函数的导数为0的点,顺次将函数的定义区间分成若干小开区间,并列成表格,f x在方程根左右的值的符号,如果左正右负,那么f(x)在这个根处取得极大值;如检查/()果左负右正,那么f (x )在这个根处取得极小值;如果左右不改变符号,那么f (x )在这个根处无极值8.利用导数求函数的最值的步骤:求)(x f 在[]b a ,上的最大值与最小值的步骤如下: ⑴求)(x f 在[]b a ,上的极值;⑵将)(x f 的各极值与(),()f a f b 比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值。
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定积分
一.定积分的几何意义
①
()0f x >时,()b
a
f x dx S =⎰
()0f x <时,
()b
a
f x dx S =-⎰
()f x 有正有负时,
1(),
b
a
f x dx S =⎰2(),
c
b
f x dx S =-⎰
3()d
c
f x dx S =⎰
面积和123()()()b
c
d
a
b
c
S S S f x dx f x dx f x dx ++=-+⎰
⎰⎰
[()()]b
a
f x
g x dx S -=⎰
二.定积分基本性质 ①当a b =时,()0b
a
f x dx =⎰
.
②()()b
b a
a
kf x dx k f x dx =⎰
⎰
③1212[()()()]()()()b
b b b
n n a
a
a
a
f x f x f x dx f x dx f x dx f x dx
±±⋅⋅⋅±=±±÷⋅⋅±⎰
⎰⎰⎰
④
12
1
()()()()n
b
c c b
a
a
c c f x dx f x dx f x dx f x dx =++⋅⋅⋅+⎰
⎰⎰⎰
⑤若奇函数()y f x =在[,]a a -上连续不断,则()0a
a f x dx -=⎰
⑥若偶函数()y f x =在[,]a a -上连续不断,则0()2()a
a
a
f x dx f x dx -=⎰
⎰
123()()()().d b
c d a a
b
c
f x dx f x dx f x dx f x dx S S S =++=-+⎰
⎰
⎰⎰
微分基本定理:如果()f x 是区间[,]a b 上的连续函数,且'()()F x f x =,则 ()()
()()b
b a
a
f x dx F x F b F a ==-⎰
(牛顿—莱布尼兹公式)
1.直线0,,0x x y π===与曲线sin y x =所围成图形的面积用定积分表示为
2.用定积分表示抛物线2
23y x x =-+与直线3y x =+所围成图形的面积为
3.曲线2
1,2,0,0y x x x y =-===围成的阴影部分的面积用定积分表示为
4.由曲线24,4,0,0y x x x y =-===和x 轴围成的封闭图形的面积是( )
4
2
.(4)A x dx -⎰ 4
20
.|(4)|B x dx -⎰
420
.|4|C x dx -⎰ 24
2202
.(4)(4)D x dx x dx -+-⎰⎰
5.计算下列定积分 (1)3
23
9x dx --⎰
(2)1
21
44x dx --⎰
(3)2
1
1
(1)
dx x x +⎰
(4)10(2)x x e dx +⎰
(5)2
cos 2
x
dx π
⎰
(6)91(1)x x dx +⎰
6.正方形的四个顶点(1,1),(1,1),(1,1),(1,1)A B C D ----分别在抛物线2y x =-和2
y x
=上,如图,若将一质点随机投入正方形ABCD 中,则质点落在图中阴影区域的概率是
7.已知函数2
y x =与y kx =的图象所围成的阴影部分的面积是4
,3
则k =
8.求曲线2
4y x =与直线24y x =-围成的图形面积
9.已知函数3
2
()f x x ax bx =++的图象如图所示,它与直线0y =在原点处相切,此切线与函数图象所围区域的面积是27
,4
求a .
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