概述
定积分:
定义:是函数f(x)在区间[a,b]上的积分和的极限;(定积分,与 不定积分 仅仅在数学上有一个计算关系(牛顿-莱布尼茨公式),其它一点关系都没有!)。
(a,b)上的定积分: , ,其中,a称为积分下限,b称为 积分上限;ξi 称为尼曼积;
它有这样的一些属性:
1.任意划分区间; 2. 任意取点; 3.求和; 4.取极限;
其中的划分的区间长度:定义为: λ, 则 有: λ=1/n;
注意: λ-> 0 ===> n->∞, n->∞ ===/=> λ-> 0; 因为n代表份数,当分的份数无穷多的时候,并不能保证分到区间无穷小。
物理意义:
1.曲边梯形的面积; 2. 变速直线运动的路程;
几何意义:
若 f(x) >0, 则为曲边梯形的面积;
若f(x) <0, 则为曲边梯形面积的负数;
若f(x) 有正有负,则为: A1-A2+A3
可积性:
1.在闭区间上连续的函数是可积的;
2.在闭区间上有界,且只有 有限个 间断点的函数 是 可积的;
不可积性:
1.迪利克雷函数: d(x) = 1, x是有理数; =0,x 是无理数;
前n个数的平方和公式:
定积分与不定积分的唯一联系:
eg:
自我理解(仅供自己理解用,有可能是错误的):就幂函数而言, 一个函数具有无数个相差为常数的 不定积分函数,这些函数一定会有一些与x轴相交。任选一个不定积分函数,任取一点 x0,它的函数值 的绝对值 代表了长度信息;长度的起始点必定为零点。 因此,不定积分的函数值 = 该方向上(正负代表方向) 最近的零点 到该点的 原函数的 定积分值。 也即: 该方向上(正负代表方向) 最近的零点 到该点的 原函数与 x的面积。
即: 若: F'(x) = f(x),且 当F(x) =0时,x= x1,x2,x3.... 则 F(a) = ,其中,φ为同方向上的前一个零点;
另外注意,不定积分函数中,常数项均可以视为0,则幂函数而言,若有定义,总存在F(0) =0; 对于其它基本初等函数,若不存在零点的,就以-无穷或正无穷代替。
定积分性质:
规定:
1.若f(x) ,g(x) 在[a,b]可积,则
2.若 f(x) 在 [a,b] 可积,则:
3.若 a<c<b, 则:
4. 以及:
5.若[a,b]上恒有: f(x) >= 0, 则
推论1: 若[a,b]上,f(x) <= g(x) ,则
推论2: | | <=
6.若f(x) ∈ [m,M] ,则 有 m(b-a) <= <= M(b-a)
7.若f(x) 在 [a,b]上连续,则 [a,b] 上 至少存在一点: ξ, 使得: = f( ξ)(b-a), 对 ξ在(a,b)也同样成立; 积分中值定理。 f( ξ) =,称为函数f(x) 的平均值;
微积分的基本公式:
1.函数的变上限函数(积分上限函数)及其导数:
1.定理一: 若f(x) 在[a,b] 连续,,则 Φ'(x) = f(x); t代表与x无关的表达式;
2.定理二: 若f(x) 在 [a,b]上连续,则 :
2.牛顿-莱布尼茨公式:
若F(x) 是连续函数 f(x) 在 [a,b]上的一个原函数,则
作用: 利用不定积分求定积分;
推论:
1.变下限函数:
推论:
定积分换元法:
假定 f(x) 在[a,b]上连续,x = φ(t),满足: 1.φ(α) = a,φ(β) =b 2.φ(t) 在[α,β]上连续可导,且值域为:R =[a,b]
则有:
注意:
1.换元 同时 换限
2.只需将新变量t的上下限带入即可,而不用像不定积分那样反解出x;
3.不要求 x= φ(t)是单调的,因为不用回代。
对称区间定理:
奇函数在对称区间的定积分为零;
偶函数:
eg:
常见函数的换元技巧:
1.三角函数:
2019.2.27 10:06 修正: f(cos x) dx
2019.2.27 10:08 修正: xf(x) dx
2.周期函数:
,即周期函数 的 定积分值,只与区间长度有关,与起始点无关;
定积分的分步积分公式:
或者
无穷积分:
它的步骤: 1.计算定积分; 2.求极限;
定积分在几何上的应用:
见高等数学下册!
2019.2.27 10:43 补充:
2019.3.21记录:
R^2 旋转体的 微分公式:
一,求体积:
1.绕y 轴旋转的 旋转体:
如:
注意,当所求旋转体为平面对称图形时,也适用该公式。在考虑图形结合的时候,取一半旋转即可。
2.绕x轴旋转:
如:
二.求表面积:
1.绕y轴旋转:
2.绕x轴旋转:
最后
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