微積分誕生于17世紀(jì),,主要幫助人民解決各種速度,、面積等實際問題。主要提出微積分的人是:牛頓,、萊布尼茨,。 微積分的最初的意義是,如何求曲線的面積,。 常規(guī)的做法是:以直代曲:對于矩形可以輕松求其面積,,可以用矩形代替曲線形狀。 微積分的涵義就是對幾何曲線與坐標(biāo)軸組成圖形的面積 如下圖圖所示,,
我們要盡可能將每個矩形的底邊趨近于無窮小,。 萊布尼茲為了體現(xiàn)積分的過程實際就是一個求和的過程,,于是把sum的s拉長成?。 切線如上圖所示: 斜率=dy/dx,。表示y=f(x)在M點的切線的斜率,,也是導(dǎo)數(shù)。 這里所闡述的概念都圍繞著無窮小的概念進(jìn)行,,dy是切線上的點(P點),,而不是y=f(x)上的點,。 由于都圍繞無窮小的概念,dx,、dy都叫微分,。所謂微積分就是把這些微分積(累積)起來。 微分:△x=dx,,在x軸上體現(xiàn)不出曲線,因此二者相等,。 △y是dx的曲線增量,,即在曲線上的點(N)到x軸的距離。 dy是dx的切線增量,,即在切線上的點到x軸的距離,。 雖然圖中看O(△x)=△y-dy>0,但放在極限視角下,,O(△x) → 0,。 定積分當(dāng)||△x||→0時,總和S1總趨于確定的極限I,,稱極限I為函數(shù)f(x)在區(qū)間[a, b]上的定積分,。 積分值和被積分函數(shù)與積分曲線有關(guān),與積分變量采用的字母無關(guān),。 當(dāng)函數(shù)f(x)在區(qū)間[a,b]上的定積分存在時,,稱f(x)在區(qū)間[a, b]上可積。 定積分的幾何含義: 面積有正負(fù)值,代數(shù)和,,x軸以上為正,,以下為負(fù)。 傳統(tǒng)解決方法:小區(qū)間的長度 取: 實際計算中,,找到原函數(shù),,原函數(shù)的導(dǎo)數(shù)為被積分函數(shù),之后在用區(qū)間計算函數(shù)的差值,。 實積分性質(zhì)4)如果在區(qū)間 第一中值定理如果函數(shù)f(x)在閉區(qū)間[a, b]上b連續(xù),,則在積分區(qū)間[a, b]上至少存在一個點ξ,,使 第一中值定理幾何意義 積分上限函數(shù)函數(shù)f(x)在區(qū)間[a, b]上連續(xù),,對于定積分 每一個取值的x都有對應(yīng)的定積分值,。記作: 如果f(x)在區(qū)間[a, b]上連續(xù),則積分上限函數(shù)就是f(x)在[a, b]上的原函數(shù),。 牛頓-萊布尼茨公式如果F(x)是連續(xù)函數(shù)f(x)在區(qū)間[a, b]上的一個原函數(shù),,則: 解釋:一個連續(xù)函數(shù)在區(qū)間[a, b]上的定積分等于它的任意一個原函數(shù)在區(qū)間[a, b]上的增量,。 幾何解釋: 如下圖所示,,將曲線分成四等分。由于dy=f’(x)dx 當(dāng)△x足夠小時,,△y=dy,。 當(dāng)分成更細(xì)的等分后,,如下圖所示,。 例1: 原函數(shù): 例2:求: 解:在[1,2]上規(guī)定當(dāng)x=1時,f(x)=5 ,, 牛頓-萊布尼茨公式是微積分基礎(chǔ)。 例:計算由曲線和直線y=x-4所圍成的圖形的面積,。 解:求兩曲線的交點: 求得交點為:(2,-2),、(8,4) 選擇y為積分變量,y∈[-2,4]
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