定积分的概念和基本思想
定积分知识点总结数学

定积分知识点总结数学一、定积分的定义1. 定积分的概念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进行定义的一种方法。
定积分可以表示函数在一个区间上的“累积效果”,即函数在该区间上的总体积或总面积。
2. 定积分的符号表示定积分可以用符号∫ 来表示,即∫f(x)dx,其中f(x)是要积分的函数,dx表示自变量x的微元。
3. 定积分的定义设函数f(x)在区间[a, b]上连续,将区间[a, b]等分成n个小区间,每个小区间的长度为Δx,取每个小区间上任意一点ξi,计算出函数在每个小区间上的面积,然后将所有小区间上的面积相加,得到一个近似值。
当n趋于无穷大时,这个近似值趋于一个确定的值,称为定积分,记作∫a到b f(x)dx。
4. 定积分的几何意义定积分的几何意义是函数f(x)在区间[a, b]上的图像和坐标轴之间的面积,当函数为正值时,定积分表示曲线下面积;当函数为负值时,定积分表示曲线上面积减去曲线下面积。
二、定积分的性质1. 定积分的存在性定积分的存在性是指对于一个函数在一个区间上的定积分是否存在,存在的充分必要条件是函数在该区间上连续。
2. 定积分的线性性定积分具有线性性质,即若f(x)和g(x)在区间[a, b]上可积,c和d为常数,则有∫a到b(c*f(x)+d*g(x))dx=c*∫a到b f(x)dx+d*∫a到b g(x)dx。
3. 定积分的区间可加性若函数f(x)在区间[a, b]、[b, c]上都可积,则有∫a到c f(x)dx=∫a到b f(x)dx+∫b到c f(x)dx。
4. 定积分的不变性对于函数f(x)在区间[a, b]上的定积分,若将区间[a, b]内的点重新排列,定积分的结果不会受到影响。
5. 定积分的估值通过使用上下和左右长方形法、梯形法等方法,可以对定积分进行估值,获得定积分的近似值。
三、定积分的计算1. 定积分的基本计算方法定积分的基本计算方法是使用定积分的定义进行计算,即按照定义对函数在区间内每个小区间上的面积进行求和,并计算出极限值。
定积分知识点总结文字

定积分知识点总结文字一、定积分的基本概念定积分是微积分中的一个重要内容,它是对给定区间内函数值的“积分”,通俗地说就是曲线下的面积。
设函数f(x)在闭区间[a, b]上有界,将[a, b]区间分成n份,在第i个区间上任取一点ξi,作出任意形式的ξi对于x的函数值f(ξi),再用第i个小区间长度Δx为宽、f(ξi)为高的长方形来逼近曲线f(x)围成的图形,然后将n个小矩形的面积加在一块,且去极限,即可得到[a, b]上函数f(x)的定积分。
二、定积分的计算方法定积分的计算方法主要有几种:几何法、牛顿-莱布尼茨公式、定积分的分部积分法、定积分的换元积分法、定积分的定积分法、定积分的换限积分法等。
(一) 几何法:如计算函数y = x^2在区间[0, 1]上的定积分,可以通过几何法计算曲线y = x^2和x轴所围成的面积。
首先画出y = x^2曲线和x轴,然后在区间[0, 1]上做垂直于x轴的线段,对于每一个x值,可以得到一个矩形,然后得到所有矩形的面积之和,即为y = x^2在区间[0, 1]上的定积分值。
(二) 牛顿-莱布尼茨公式:若函数f(x)在区间[a, b]上连续,则f(x)在[a, b]间的定积分为该函数的一个不定积分在区间[a, b]上的值。
即如果F(x)是f(x)的一个不定积分,则∫[a, b]f(x)dx = F(b) - F(a)。
(三) 分部积分法:设u = u(x)和v = v(x)是定义在闭区间[a, b]上具有连续导数的函数,令u(x)v'(x)dx =u(x)v(x) - ∫v(x)u'(x)dx,那么∫u(x)v'(x)dx = u(x)v(x) - ∫v(x)u'(x)dx。
(四) 换元积分法:设φ(x)是[a, b]上的可导函数,且φ'(x)在[a, b]上连续,f(φ(x))φ'(x)定义在φ[a, b](a ≤ x ≤ b)上,则∫[a, b]f(φ(x))φ'(x)dx = ∫[φ(a), φ(b)]f(u)du。
定积分的定义

定积分的定义定积分是微积分的重要概念之一,它在数学和物理学等领域中都有广泛的应用。
定积分的定义是通过求解函数的极限来得到,它描述了一个曲线下的面积。
本文将介绍定积分的定义及其相关概念,并解释如何使用定积分求解实际问题。
定积分的定义可以通过分割区间,然后求和极限来得到。
设函数f(x)在闭区间[a,b]上连续,则称函数f(x)在[a,b]上的定积分为∫(a到b)f(x)dx其中,∫表示积分符号,被积函数f(x)是被积函数,dx表示关于自变量x的微元,a和b是积分的上下限。
积分符号∫起源于拉丁语"summa summum",意思是“求和”。
定积分的基本思想是将区间[a,b]分割为n个小区间,然后在每个小区间中取一个点,记作ξi,将每个小区间的函数值乘以区间长度Δxi,然后求和。
当n趋于无穷大时,这些近似值的和趋于定积分的值。
数学上可以表示为:∫(a到b)f(x)dx = lim(n趋于无穷大)(Σf(ξi)Δxi)上式中,Σ表示求和,f(ξi)表示在区间[xi, xi+1]中某点ξi的函数值,Δxi表示区间[xi, xi+1]的长度。
定积分有很多重要的性质。
首先,如果函数f(x)在[a,b]上非负,则定积分的值表示曲线下的面积。
其次,如果在[a,b]上函数f(x)为负值,那么定积分的值表示曲线与x轴之间有向面积。
在实际应用中,定积分经常用于求解曲线下的面积、体积、质心以及众多概率统计问题。
比如,可以利用定积分计算圆的面积、球的体积,还可以求解质量分布、重心、平衡问题。
此外,在统计学中,定积分有着广泛的应用,例如在概率密度函数中计算概率、求解期望值等。
在计算定积分时,可以使用多种方法。
一种常见的方法是使用基本的积分法则,将被积函数进行重写、分解或代换,以方便求解。
另一种方法是使用数值积分方法,如梯形法则、辛普森法则等。
这些数值方法可用于近似求解定积分,适用于无法解析求解的情况。
定积分的概念是微积分领域中的基础知识之一。
定积分知识点总结

定积分知识点总结什么是定积分?定积分是微积分中的重要概念之一,用于求解曲线下面的面积或曲线与坐标轴所围成的图形的面积。
定积分的基本思想是将区间划分成无限小的小区间,然后对每个小区间内的函数值进行求和,最终得到曲线下的面积或图形的面积。
定积分的符号表示定积分的符号表示为∫f(x)dx,其中∫ 表示积分符号,f(x)表示被积函数,dx表示积分变量。
∫ f(x)dx的结果是一个数值,表示积分区间上的面积。
定积分的计算步骤计算定积分的一般步骤如下:1.确定积分区间:确定被积函数的积分区间,一般用[a, b] 表示。
其中,a 表示下限,b 表示上限。
2.对被积函数进行积分:根据被积函数的形式,进行积分运算。
如果被积函数是简单函数,可以直接对其进行积分。
如果被积函数比较复杂,可以利用积分的基本公式或积分的性质来进行换元、分部积分等操作。
3.计算积分结果:对积分结果进行计算,得到最终的数值结果。
定积分的性质定积分具有以下几个重要的性质:1.线性性质:定积分具有线性性质,即对于任意的常数 a 和 b,有∫(af(x) + bf(y))dx = a∫f(x)dx+ b∫f(y)dy。
2.区间可加性:如果有一个函数在区间 [a, b] 上可积分,而在 [b, c] 上也可积分,则在整个区间 [a, c] 上也可积分,并且有∫[a,c]f(x)dx = ∫[a,b]f(x)dx + ∫[b,c]f(x)dx。
3.积分与求导的关系:定积分与原函数之间存在着积分与求导的关系。
如果函数 F(x) 在区间 [a, b] 上可导,并且导函数 f(x) 连续,则有∫[a,b]f(x)dx = F(b) - F(a)。
定积分的应用定积分在科学和工程领域有着广泛的应用,下面介绍一些常见的应用场景:1.几何应用:定积分可以用于计算平面图形的面积和曲线的弧长。
例如,可以通过计算曲线所围成的面积来求解不规则图形的面积。
2.物理学应用:定积分在物理学中的应用非常广泛。
定积分思想的总结

定积分思想的总结定积分是微积分中的一个重要概念,是对函数在一定区间上的求和。
其思想的总结可以从多个方面进行展开。
首先,定积分的思想之一是将连续的函数看作是由无穷多个微小的元素组成。
我们可以将区间划分成无穷多个小区间,然后对每个小区间上的函数值进行求和,得到一个近似的总和。
通过不断增大划分的数量,可以使这个近似的总和越来越接近真实的总和。
这种思想使我们能够处理连续函数的求和问题,从而求得函数在整个区间上的总和。
其次,定积分的思想之二是将函数的图像与几何形状联系起来。
我们可以将函数的图像看作是一个曲线,而定积分可以用来计算曲线与坐标轴之间的面积。
当函数为非负时,定积分表示的是曲线所包围的图形的面积;而当函数有正有负时,定积分可以分解成正负两部分,分别表示图形下方的面积减去图形上方的面积。
这种思想使我们可以通过积分来解决几何问题,如计算曲线的长度、曲线所包围的图形的面积等。
此外,定积分的思想之三是将函数的微小变化与导数联系起来。
我们可以将函数在一个微小区间上的变化视为一个斜率,而这个斜率可以用导数来表示。
通过将函数在一个小区间上的变化与该区间的长度相乘,可以得到一个微小的增量。
通过对这些微小的增量进行求和,可以得到整个区间上函数的总增量。
这种思想使我们能够将微分与积分联系起来,从而能够解决函数的变化率和总变化量的计算问题。
最后,定积分的思想之四是将函数的平均值与积分联系起来。
对于某个函数,我们可以将其在一个区间上的平均值定义为函数在该区间内的积分与区间长度的比值。
这种思想使我们可以通过积分来计算函数在某个区间上的平均值,从而能够研究函数的整体特征。
总体而言,定积分的思想是将函数的连续性、几何形状、微小变化和平均值等方面的概念联系起来,通过将一个区间划分成无穷多个小区间,对每个小区间上的函数值进行求和,从而得到函数在整个区间上的总和。
这种思想不仅可以解决函数的求和问题,还可以用于几何图形的计算、函数的变化率和总变化量的计算以及函数的平均值的计算等方面。
定积分的概念及性质

定积分的概念、微积分基本定理及其简单应用一. 定积分的定义A )定义: 设函数f(x)在[a,b]上有界,在[a,b]中任意插入若干个分点,把区间[a,b]分成n 个小区间,记},......,,max{,,......2,1,211n i i i x x x n i x x x ∆∆∆==-=∆-λ在[i i x x ,1-]上任意取一点i ξ,作和式:)1.......()(1ini ix f ∆∑=ξ 如果无论[a,b]作怎样分割,也无论i ξ在[i i x x ,1-]怎样选取,只要0→λ有→∆∑=ini ixf 1)(ξI (I 为一个确定的常数),则称极限I 是f(x)在[a,b]上的定积分,简称积分,记做⎰b adx x f )(即I=⎰badx x f )(其中f(x)为被积函数,f(x)dx 为积分表达式,a 为积分下限,b 为积分上限,x 称为积分变量,[a,b]称为积分区间。
例:求曲边图形面积:3x y =的图像在[]1,0∈x 间与1=x 及x 轴围成的图形面积。
注:1、有定义知道⎰ba dx x f )(表示一个具体的数,与函数f(x)以及区间[a,b]有关,而与积分变量x 无关,即⎰badx x f )(=⎰badu u f )(=⎰badt t f )(2、定义中的0→λ不能用∞→n 代替3、如果ini ix f Lim∆∑=→1)(ξλ存在,则它就是f(x)在[a,b]上的定积分,那么f(x)必须在[a,b]上满足什么条件f(x)在[a,b]上才可积分呢?经典反例:⎩⎨⎧=中的无理点,为,中的有理点,为]10[0]10[,1)(x x x f 在[0,1]上不可积。
可见函数f(x)在什么情况下可积分并不是一件容易的事情。
以下给出两个充分条件。
定理1 设f(x)在区间[a,b]上连续,则f(x)在[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[a,b]上可积。
定积分的知识点总结

定积分的知识点总结一、定积分的基本概念定积分是微积分学中的重要概念,可以用来计算曲线下的面积,曲线的弧长,质心等物理量。
定积分的基本思想是将曲线下的面积划分为无穷多个微小的矩形,然后求和得到整体的面积。
定积分的符号表示为∫。
对于一个函数f(x),在区间[a, b]上的定积分表示为:∫[a, b]f(x)dx其中,a和b为区间的端点,f(x)为函数在该区间上的取值。
定积分表示在区间[a, b]上的函数f(x)所确定的曲线下的面积。
二、定积分的计算方法1. 黎曼和定积分的计算基本思想是将曲线下的面积划分为很多个小矩形,然后对这些小矩形的面积求和。
这就是定积分的计算方法。
在实际计算中,根据黎曼和的定义,我们可以将区间[a, b]等分为n个小区间,每个小区间长度为Δx=(b-a)/n,然后在每个小区间上取一个样本点xi,计算f(xi)Δx的和:∑[i=1,n]f(xi)Δx当n趋近于无穷大时,这个和就可以逼近定积分的值。
这就是黎曼和的基本思想。
2. 定积分的几何意义定积分可以用来计算曲线下的面积,也可以用来计算曲线的弧长。
对于一个函数f(x),其在区间[a, b]上的定积分表示的是曲线y=f(x)和x轴之间的面积。
这个面积就是曲线下的面积。
如果函数f(x)在区间[a, b]上非负且连续,那么函数y=f(x)、直线x=a、x=b以及x轴所围成的区域的面积就是∫[a, b]f(x)dx。
3. 定积分的物理意义定积分还可以用来计算物理量,比如质量、质心等。
在物理学中,可以用定积分来计算物体的质量、质心等物理量。
对于一个连续的物体,将其质量密度函数表示为ρ(x),则物体的质量可以表示为定积分:M=∫[a, b]ρ(x)dx三、定积分的性质1. 线性性定积分具有线性性质,即∫[a, b](c1f1(x)+c2f2(x))dx=c1∫[a, b]f1(x)dx+c2∫[a, b]f2(x)dx。
其中c1、c2为常数,f1(x)、f2(x)为函数。
定积分思想的总结

定积分思想的总结定积分是微积分中的重要概念之一,它是对无穷小量的累加求和的一种推广,能够解决许多实际问题。
在学习定积分的过程中,我深刻体会到了其思想的重要性和广泛应用的价值。
定积分的思想可以概括为“分割、求和、取极限”。
它的核心思想是将一个区间分割成无穷多个无穷小的小区间,然后对每个小区间上的函数值进行求和,最后取极限得到定积分的值。
这个思想的重要性在于,它使得我们能够通过有限的计算一步步逼近无穷的过程,从而解决实际问题。
定积分使我们能够计算曲线下的面积、求解平均值等,广泛应用于物理、经济、生物等领域。
在定积分的思想中,分割是关键的一步。
通过将一个区间分割成无限多个小区间,可以使得问题更易于处理。
在分割的过程中,我们需要选择适当的分割方式,可以是等距分割、等差分割等。
分割后,每个小区间的长度趋近于零,也即取极限得到“无穷小”。
这种分割的思想使得我们能够处理连续变化的问题,将其离散化从而能够进行计算。
求和是定积分思想的另一个重要环节。
在分割后的每个小区间中,我们要对函数的值进行求和。
这个求和过程需要运用数学知识,包括加法和乘法的运算规则等。
通过将每个小区间上的函数值进行求和,我们可以得到一个近似值,这个近似值越来越接近真实值。
取极限是定积分思想的最后一步。
当我们分割越来越多的小区间,并对这些小区间上的函数值进行求和后,我们要取极限得到定积分的值。
这个极限是对无穷过程的一种抽象,它使得我们能够掌握无穷大和无穷小的概念,从而能够进行精确的计算。
在取极限的过程中,我们需要运用数理逻辑的知识,包括极限的定义和性质等。
定积分思想的应用非常广泛。
在几何学中,我们可以通过定积分计算曲线下的面积。
在物理学中,我们可以通过定积分求解质量、力、功等问题。
在经济学中,我们可以通过定积分计算消费和生产的成本、利润等。
在生物学中,我们可以通过定积分计算生物种群的增长情况等。
这些应用都是基于定积分的思想,通过将实际问题离散化,进行有限的计算后,再取极限得到结果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
定积分的概念和基本思想
一、定积分的概念和基本思想
1、定积分的概念
一般地,如果函数$f(x)$在区间$[a,b]$上连续,用分点$a=x_0<x_l<$$\cdots<$$x_{i-
l}<x_i<$S\cdots<$$x_n=b$将区间$ la, b] S等分成$n$ 个小区间,在每个小区间$[x_{iT},
x_i]$上任取一点$ C _i (i=l, 2, \cdots, n)$,作和式$\underset{i=l}{\overset{n}{\sum}}f(4 _i)
Ax=$$\underset{i=l}{\overset {n} {\sum ))\frac(b-a} {n}f(C_i)$,当Sn-8$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]$上的定积分,记作$\int_{a} * (b}f (x) (\rm d}x$,即$\int_{a}*{b}f(x){\rm
d}x=$$\underset(n~* °°}{\lim}\underset{i=l}{\overset{n}{\sum}}\frac{b_ a}{n}f(g_i)$,这里,$a$与$b$分别叫做积分下限与积分上限,区间$[a,b]$叫做积分区间,函数$f(x)$叫做被积函数,$x$叫做积分变量,$f(x) {\rm d}x$叫做被积式。
(1)定积分$\int_{a}*{b}f(x) {\rm d}x$不是一个函数式,而是一个数值(极限值),它只与被积函数以及积分区间有关,而与积分变量无关,即
$\int_{a}*{b}f(x){\rm d}x=$S\int_{a}*{b}f(t)(\rm d}t=$$\int_{a}*{b}f(u){\rm d}u$o
(2)定义中区间的分法和$ g _i$的取法是任意的。
2、定积分的基本思想
定积分的基本思想就是以直代曲,即求曲边梯形的而积时,将曲边梯形分割成一系列的小曲边梯形,用小矩形近似代替,利用矩形面积和逼近的思想方法求出曲边梯形的面积。
即:分割$-$近似代替$~$求和$~S取极限。
3、定积分的性质
(1)$\int_{a}*{b}1{\rm d}x=b-a$;
(2)$\int_{a} * (b}kf (x) {\rm d}x=$$k\int_{a}" {b}f (x) {\rm d}x$ (其中$k$是不为0的常数):
(3)$\int_{a)*{b)[f_l(x)if_2(x)]{\rm d}x二$$\int_{a}"{b}f_l(x){\rm d}x土
$$\int_{a}"{b}f_2(x){\rm d}x$;
(4)$\int_{a}*{b}f(x){\rm d}x=$$\int_{a}*{c}f(x){\rm d}x+$$\int_{c) *{b}f (x) {\rm
d}x$ (其中$a<c<b$)。
求分段函数的定积分,可以先确定不同区间上的函数的解析式,然后根据定积分的性
质4进行计算。
4、定积分的几何意义
如果在区间S[a,b]$上函数$f(x)$连续11恒有$f(X)\geqslantO$,那么定积分$\int_{a} * {b}f (x) {\rm <1&$表示由直线$x=a$, $x=b$, $y$=0 和曲线$y=f(x)$所围成的曲边梯形的面积。
注:定积分的值可能取正值也可能取负值,还可能是0。
(1)当对应的曲边梯形位于$x$轴上方时,定积分的值取正值,II等于曲边梯形的面积。
(2)当对应的曲边梯形位于$x$轴下方时,定积分的值取负值,II等于曲边梯形的面
积的相反数。
(3)当位于5$轴上方的曲边梯形的面积等于位于$x$轴下方的曲边梯形的面积时,定积分的值为0, J1等于位于$x$轴上方的曲边梯形的面积减去位于$曲轴下方的曲边梯形的面积。
5、定积分的物理意义
(1)变速直线运动
如果做变速直线运动的物体的速度$v$关于时间$t$的函数是
$v=v(t) (v(t)\geqslantO)$»那么物体从时刻$七二8$到$七比$所经过的路程
$s=S$\int_{a}*{b)v(t){\rm d}x$;
如果做变速直线运动的物体的速度$v$关于时间$t$的函数是
$v=v(t) (v(t)\leqslanto)$,那么物体从时刻$t=aS到St=b$所经过的路程$s=$$- \int_{a} * {b}v(t) {\rm d}x$;
(2)变力做功
物体在变力SF(x)$的作用下做直线运动,并11物体沿着与力$F(x)$相同的方向从
$x=a$移动到$x=b(a<b)$,则变力$F(x)$所做的功$W=$$\int_{a) * {b}F(x) {\rm d}x$°
二、定积分的概念的相关例题
设$f(X)=\begin{cases}\sqrt {l~x"2}, xG [T, 1), \\x*2-
1, xW [1, 2], \end{cases} $则$\九1:_{-1}" {2} f (x) (\rm d}x$的值为_____
A. $\frac{n}{2}+\frac{4}{3}$ B・ $\frac{n}{2}+3$
C. $\frac{n}{4}+\frac{4}{3}$
D. $\frac{n}{4}+3$
答案:A
解析:根据定积分性质可得$\int_{T}* {2}f (x) {\rm d}x=$$\int_{T}"⑴ \sqrt {1- x"2} {\rm d}x+$$\int_{l}" {2} ({x"2T) \rm d}x$,根据定积分的几何意义可知, $\int_{-l} * {1} \sqrt {l~x*2} {\rm d}x$是以原点为圆心,以1为半径的圆面积的一半, /• $\int_{-l}° {l}\sqrt {l~x*2} {\rm d} x=\f rac {兀}⑵ $, :. $\int_{"l} ' {2} f (x) {\rm d}x=$$\frac{兀}(2}+\left(\frac{1}{3}x"3- x\right) \Big "2_l=$$\frac { n } {2}+\frac{4} {3}$»故选Ao
感谢您的阅读,祝您生活愉快。