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第19课时 定积分及其应用
一.知识梳理
1.定积分的概念:设函数在区间上有定义,将区间等分成分小区间,每个小区间长度为( ),在每个小区间上取一点,依次为,作和 .如果无限趋近于0(亦即趋向于)时,无限趋近于常数,那么称该常数为函数在区间上的定积分,记为 ,其中 称为被积函数, 称为积分区间, 称为积分下限, 称为积分上限,
2.微积分基本定理:对于被积函数,如果,则= .
3.定积分的运算性质:⑴= ;
⑵ ;⑶ .
4.定积分的几何意义:在区间上曲线与轴所围成图形面积的 (即轴上方的面积减去轴下方的面积);
⑴当在区间上大于0时,表示由直线和曲线所围成的曲边梯形的面积,这也是定积分的几何意义.
⑵当在区间上小于0时,表示由直线和曲线所围成的曲边梯形的面积的 .
⑶当在区间上有正有负时,表示介于直线之间轴之上、之下相应的曲边梯形的面积的 .
5.定积分在物理中的应用:⑴匀变速运动的路程公式,作变速直线运动的物体所经过的路程,等于其速度函数在时间区间上的定积分,即 .
⑵变力做功公式,一物体在变力(单位:)的作用下作直线运动,如果物体沿着与相同的方向从移动到(单位:),则力所作的功为 .
二.基础训练
1. .
2.已知质点的速度,则从到质点所经过的路程是 .
3.已知的力作用于静止的弹簧,弹簧伸长1cm,则将静止的弹簧拉长6cm,弹力所做的功为 焦.
4. .
5.已知在区间上且由直线及曲线所围成的图形面积为,则 .
6.由直线及曲线所围成的图形面积为,则用定积分表示,则
为 .
三.典型例题
1.求定积分
⑴; ⑵; ⑶; ⑷.
2.求曲线及直线所围封闭区域的面积.
3.求抛物线与直线围成的平面图形的面积.
A
l
x
y
S
O
4.如图,过点A(6,4)作曲线的切线l.
⑴求切线l的方程;
⑵求切线l,x轴及曲线所围成的封闭图形的面积S.
四.课后作业
1.若,则 .
2. .
3. .
4. .
5. .
6. .
7.已知为偶函数且,则 .
8.求曲线与所围成图形的面积为 .
9.一物体以的速度运动,在前30s内的平均速度为 .
10.求函数在区间上的积分.
11.已知抛物线,过原点的直线平分由抛物线与轴所围成的封闭图形的面积,求的方程.
12.已知方程为常数。
⑴若,,求方程的解的个数的期望;
⑵若内等可能取值,求此方程有实根的概率.
x
y
O
y=ax2(a>0)
x=1
1
【阅读材料】如图,用图“以直代曲”的方法计算直线x=0,x=1,y=0和曲线y=ax2(a>0)围成的阴影图形的面积.
解 (1)分割——把区间[0,1]等分成n个小区间:[0,],[,],…,[,],…,[,].
(2)以直代曲——△Si≈f()×△x=a×.
(3)作和——因为每个小矩形的面积是相应的小曲边梯形面积的近似值,所以以n个小矩形面积之和就是曲边三角形面积S的近似值,
即S=△S1+△S2+…+△Sn=△Si≈×n×(n+1)×(2n+1)=×(1+)×(2+).
(4)逼近——当分割无限变细,即△x无限趋近于0(亦即n趋向于+∞)时,×(1+)×(2+)无限趋近于S,而当n趋向于+∞时,×(1+)×(2+)无限趋近于.由此可知S=.
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