高中数学人教版新课标A选修2-21.6微积分基本定理教课内容课件ppt
展开如果总是用定义来求定积分,那将非常麻烦,有时甚至无法计算。而求导数比求定积分容易得多。17世纪,牛顿和莱布尼茨找到两者之间的关系。
如图,把地平面取作横坐标轴,y=F(x)是爬山路线,并假定曲线y=F(x)与x轴在同一平面内,A是出发点,点B为山顶。
在爬山路线的每一点(x,F(x)),山坡的斜率为F ’(x)。
将区间[a,b]n等分,记△x=
我们来分析每一小段所爬高度与这一小段所在直线的斜率的关系。
不妨以[xk,xk+1]为例,EF是曲线过点E的切线,其斜率为F ’(xi),于是GF=F ’(xK)△x。在此段所爬高度hk为GH,GH=F(xk+1)-F(xk)。当△x很小时(即n很大)hk=GH≈GF.
即F(xk+1)-F(xk)≈F ’(xk)△x.
这样,我们得到了一系列近似等式:h1=F(a+△x)-F(a) ≈F ’(a)△x,h2=F(a+2△x)-F(a+△x)≈F’(a+△x)△x,h3=F(a+3△x)-F(a+2△x)≈F’(a+2△x)△x,…………hn-1=F[a+(n-1)△x]-[(a+(n-2)△x) ≈F ’[a+(n-2))△x]△x,hn=F(b)-F[a+(n-1)△x) ≈F ’[a+(n-1)△x]△x,
将上列n个近似等式相加,得到从A到B所爬的总高度 h=h1+h2+……+hn=F(b)-F(a)
由定积分定义可知:当△x→0时,
这一公式告诉我们:F ’(x)从a到b的积分等于F(x)在两端点的取值之差
如果F ’(x)=f(x),且f(x)在[a,b]上可积,则
其中F(x)叫做f(x)的一个原函数。
由于[F(x)+C]’=f(x),F(x)+C也是f(x)的原函数。其中C为常数。
一般地,原函数在[a,b]上的改变量F(b)-F(a)简记作F(x) ,因此微积分基本定理可以写成形式:
例1.求y=sinx在[0,π]上阴影部分的面积S.
因为(-csx)’=sinx,
所以-csx是sinx的一个原函数,
=(-csπ)-(-cs0)
例2.求曲线y=sinx与x轴在区间[0,2π]是所围成阴影部分的面积S。
解:由例1知 =2,
又可以求得 =-2,正弦函数在区间[π,2π]上的积分为负值,因此正弦函数在[0,2π]上的定积分为0,但是它不等于我们所求的阴影部分的面积,
例3.计算:(1) ;(2)
解:由于 是 y=x2的一个原函数,
例5.汽车以每小时32公里速度行驶,到某处需要减速停车。设汽车以等减速度a=1.8米/秒2刹车,问从开始刹车到停车,汽车走了多少距离?
解:首先要求出从刹车开始到停车经过了多少时间。
当t=0时,汽车速度v(0)=32公里/小时 = 米/秒≈8.88米/秒.
刹车后汽车减速行驶,其速度为 v(t)=v(0)-at=8.88-1.8t.
当汽车停住时,速度v(t)=0, 故从v(t)=8.88-1.8t=0解得 秒.
于是在这段时间内,汽车所走过的距离是
即在刹车后,汽车需走过21.90米才能停住.
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