第二节定积分的定义
第一节 定积分的定义
一 、引例
引例1:求曲边梯形的面积
1( 曲边梯形:在直角坐标系中,由连续曲线,直线y,f(x),f(x),0x,a,x,b
x及轴所围成的图形,叫做曲边梯形, AabB
2( 求曲边梯形的面积
n(1)在上任意插入个分点 [a,b]
a,x,x,x?,x,x,b 012n,1n
n将区间[a,b]分成个小区间
[x,x],[x,x],?,[x,x] 0112n,1n这些区间的长分别为
,x,x,x,i,1,2,?,n iii,1
x(i,1,2,?,n)xn过每个分点作轴的垂线,把曲边梯形分成个小曲边梯形,如图AabBi
,S6-3。用表示曲边梯形的面积,表示第个小曲边梯形的面积,则有 SAabBii
n
S,,S,,S,?,,S,,S ,12ni,1i
[x,x](i,1,2,?,n),(x,,,x)(2)在每个小区间上任取一点,作乘积i,1iii,1ii
f(,),,x(i,1,2,,?,n),则 ii
,S,f(,),,x(i,1,2,,?,n) iii作和式
n
S,S,f(,),,x ,nii,1i
,,,,Max,x,,x,?,,xS(3)记,当时,和式的极限就定义为曲边梯形,,012nn
的面积,即 AabBS
n
S,f(,),,x ,iilim,,0,1i
引例2: 变速直线运动的距离
设物体以速度s作变速直线运动,求物体在时间区间内运动的距离。 v(t)[a,b]
n(1)在上任意插入个分点 [a,b]
a,t,t,t?,t,t,b 012n,1n
n将时间区间分成个小区间 [a,b]
[t,t],[t,t],?,[t,t] 0112n,1n
这些小区间的长分别为
,t,t,t,i,1,2,?,n iii,1
[t,t](i,1,2,?,n),(t,,,t)(2)在每个小区间上任取一点,作乘积 i,1iii,1ii
v(,),,t(i,1,2,,?,n) ii
[t,t](i,1,2,?,n)则物体在小区间上运动的距离 i,1i
,s,v(,),,t(i,1,2,,?,n) iii
作和式
n
s,v(,),,t ,ii,1i
n
v(,),,t,,,,Max,t,,t,?,,t(3)记,当时,总和的极限就定义为,,0,ii12ni,1
s[a,b]物体在时间区间内运动的距离,即
n
s,v(,),,t ,iilim,,0,1i
二(定积分的定义
nf(x)[a,b][a,b]定义1 设在上有界,在上任意插入个分点:
a,x,x,x?,x,x,b 012n,1n
n[a,b]将区间分成个小区间:
[x,x],[x,x],?,[x,x] 0112n,1n
这些小区间的长分别为
,x,x,x,i,1,2,?,n iii,1
[x,x](i,1,2,?,n),(x,,,x)上任取一点,作乘积 在每个小区间i,1iii,1ii
f(,),,x(i,1,2,,?,n) ii
作和式
n
f(,),,x ,iii,1
,,,,Max,x,,x,?,,x,记,如果无论对怎样分法,也无论点怎样取法,只要[a,b]12ni
n
f(,),,x当时,和式总趋于确定的极限,则称此极限为函数在上f(x)[a,b]I,,0,iii,1
b定积分,记为f(x)dx,即 ,a
nb,f(,),,xf(x)dx ,iilim,a,,0,1i
xa其中f(x)叫做被积函数,f(x)dx叫做被积表达式,叫做积分变量,叫做积分上限,b
[a,b]叫做积分上限,叫做积分区间。
注意
n
f(,),,x, (1)存在时,其极限与[a,b]的分法,点的取法无关; I,iiilim,,0,1i
n
f(,),,xx (2)存在时,其极限与积分变量无关; I,iilim,,0,1i
baf(x)dx,,f(x)dx (3)规定 ,,ab
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