微积分(三) 不定积分和定积分

前言

微分法也有它的逆运算------积分法。我们已经知道,微分法的基本问题是研究如何从已知函数求出它的导函数,那么与之相反的问题是:求一个未知函数,使其导函数恰好是某一已知函数。

不定积分

假设已知函数A,一个个关于面积的函数.如下图所示

则会发现 f ( x ) f(x) f(x)就是我们 A A A的导数

  1. 微分 d A = f ( x ) d x dA = f(x)dx dA=f(x)dx
  2. 导数 d A d x = f ( x ) = A ′ ( x ) \frac{dA}{dx}=f(x) = A'(x) dxdA=f(x)=A′(x)

原函数的定义

不定积分的定义

不定积分与原函数的关系

不定积分表示的就是原函数的全体

不定积分的性质

不定积分的基本公式

如以下例子,利用性质一与基础公式二,四求证出来

求原函数主要利用四大不定积分积分法

  1. 第一类换元-凑微分
  2. 第二类换元,一般是三角函数
  3. 有理函数-(这里要看是真分式or假分式)
  4. 分部积分-( e x e^x ex等"反对幂指三")

定积分

接着上述不定积分例子.函数A是一面试函数.则其导数 f ( x ) f(x) f(x)在 x 0 x_0 x0的取值 f ( x 0 ) f(x_0) f(x0)则可以称为瞬时面积.瞬时面积比较捌扭,我们举个瞬时速度的例子

再回到面积的例子,我们要求 [ a , b ] [a,b] [a,b]两点的面积.则可表示
S = A ( b ) − A ( a ) = ∫ a b f ( x ) d x S= A(b)-A(a)=\int_a^b f(x)dx S=A(b)−A(a)=∫abf(x)dx

以上就是"牛顿-莱布尼茨公式",再从极限角度去看另一个例子,求由抛物线f(x)=x²与直线x=1,y=0所围成的平面图形的面积S。


根据上面不定积分的公式,求出原函数A
A = ∫ x 2 d x = x 3 3 A=\int x^2 dx = \frac{x^3}{3} A=∫x2dx=3x3

面积 S = A ( 1 ) − A ( 0 ) = 1 3 S=A(1)-A(0)=\frac{1}{3} S=A(1)−A(0)=31

给出定积分的一般概念

定积分性质

其它性质参考:《不定积分与定积分

定积分的计算

除了牛顿-莱布尼茨公式还有其它公式计算定积分

主要参考

高等数学基础进阶不定积分-part1

不定积分与定积分

怎样理解定积分

定积分元素法及应用

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