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高中的數學積分

教育 更新时间:2024-07-22 00:07:42

今天我們來講解一下高中的積分相關的知識要領。前面我們已經講解了微分知識,有需要的話可以翻看閱讀我前面關于微分的文章,而積分,其實就是微分的反計算過程。

一、積分定義

假設:

,那麼對函數對x進行求積分,實際上就是求出這個微分函數的原函數。用數學表達式表達積分就是:

是的微分函數,為什麼求它的積分,會多出一個c常數的呢?理由很簡單,因為任意常數的微分都是0,所以我們求微分函數的原函數時,要加上一個任意常數,由此可見,一個函數的積分函數,解不是唯一的,因為c可取任意常數。因此我們真正求積分計算,都是進行固定x區間範圍的定積分計算。

二、定積分

微積分基本定理:

假設是的微分函數,則有

上述就是微積分基本定理, 上述公式也叫牛頓-萊布尼茨公式。上述公式的含義是,對函數在[a,b]區間進行積分,等于b點原函數值減去a點原函數值。細心的同學可能會發現,為什麼常數c不見了?那是因為兩個常數c相減,正好減掉了,這樣定積分就有确定解了。

三、積分的基本公式

,可推導出下面公式:

,可推導出下面公式:

,可推導出下面公式:

上述就是所有的積分基本公式,直接背下來就是了,别看公式好像很多,其實很多都是常識性的公式,不難記的。

四、積分求面積

如果是一個平面曲線方程,那麼由曲線f(x)和直線x=a、x=b、y=0包圍的區域的面積,可由求出。比如下述曲線:

高中的數學積分(高中積分知識要領)1

由曲線和直線x=0、x=6、y=0包圍的陰影部分面積,用積分表示為:

如果求兩條曲線f(x)、g(x)包圍的x在[a,b]區間的面積,如下圖:

高中的數學積分(高中積分知識要領)2

則計算公式是:

在這要強調一下,同學們不要看到公式裡都是對進行積分,就那麼死闆隻認為才能積分,隻是個代号,實際可以是。所以函數,我們也可以轉化為x關于y的函數,進而有,這樣就意味着,我們既可以計算曲線與x軸相交的範圍的面積,也可以求曲線與y軸相交的面積,把函數關系轉變為再進行對y積分即可。比如下述曲線:

高中的數學積分(高中積分知識要領)3

求曲線與y軸的相交面積,實際就是計算積分。

積分面積計算注意點:

這裡要注意,在面對使用積分計算面積題時,核心是要搞清楚目标面積的加、減關系,然後使用積分求出各個能求的部分的面積再進行加、減,即可得出目标面積。同時要注意,直線也是曲線方程,隻不過是特殊曲線方程罷了,也是可以使用積分公式進行面積計算的。同時注意題目中往往不會顯式給出直線方程,你可以根據圖上的坐标數據自行求出直線方程。

四、積分求體積

曲線,圍繞x軸轉360度,形成的三維立體在x=[a,b]區間的體積為:

曲線,圍繞y軸轉360度,形成的三維立體在y=[a,b]區間的體積為:

大家看到沒有,積分的厲害之處,在于可以精确計算出不規則平面的面積、不規則立體的體積,前提就是你能夠對這些曲線進行方程建模,得到其抽象方程,那麼計算面積、體積就是簡單的積分計算問題了。所以我們工程應用上的核心是,建立目标對象的抽象方程

好了, 上面是整個高中的積分知識要領,看完本篇你可以說是了解了整個高中的積分知識了,看懂了你就是掌握了整個高中的積分知識點,希望能夠幫助你提升對積分知識的理解,同學們,慢慢消化吧,感謝大家的閱讀,下次再見。

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