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文档简介

第四章定积分4.1.1定积分的背景面积和路程问题,我们学过正方形、长方形、三角形和梯形等平面“直边图形”的面积;物理中,我们知道匀速直线运动的时间、速度与路程的关系等等。在数学和物理中,我们还经常会遇到计算平面曲线所围成的平面“曲边图形”的面积、变速直线运到物体位移、变力做功的问题。如何解决这些问题呢?现有知识无法解决,为此我们需要另寻方法。接下来我们要学习的定积分,就可以帮助我们解决这些问题。,引入,图中阴影部分是由曲线段和直线段围成的,这样的平面图形称为曲边梯形,如何求这个面积呢?,a,b,曲边梯形定义:,我们把由直线x=a,x=b(ab),y=0和曲线y=f(x)所围成的图形叫作曲边梯形。,(1)曲边梯形是由曲线段和直线段所围成的平面图形;,(2)曲边梯形与“直边图形”主要区别在于前者有一边是曲线段而“直边图形”的所有边都是直线段。,对曲边梯形概念的理解:,我们曾经用正多边形逼近圆的方法(即“以直带曲”的思想)求出了圆的面积,能否也能用直边形(如矩形)来逼近曲边梯形的方法求阴影部分面积呢?,将区间0,1平均分成许多小区间,把曲边梯形拆分成一些小曲边梯形。对每个小曲边梯形“以直代曲”,即用矩形面积近似代替小曲边梯形的面积,得到每个小曲边梯形的面积,对这些近似值求和,就得到曲边梯形面积的近似值。可以想象,区间拆分的越细,近似程度就越好,亦即:用化归为计算矩形面积和逼近思想来求曲边梯形的面积。可通过以下几个步骤具体实施:(1)分割;(2)近似代替(过剩和不足估计值);(3)逼近。,问题1图中阴影部分由抛物线,直线及x轴围成的平面图形,试估计这个曲边梯形的面积S。,将区间0,1平均分成5份,如图所示。,图(1)中,所有小矩形面积之和显然大于所求曲边梯形的面积,我们称为S的过剩估计值,则有,图(2)中,所有小矩形面积之和显然小于所求曲边梯形的面积,我们称为S的不足估计值,则有,我们可以用或近似表示S,但是都存在误差,二者之差为,但是无论是用还是来表示曲边梯形的面积,误差都不会超过0.2,如图(3)所示。,不足估计值为,二者的差值为,此时,无论用还是来表示S,误差都不超过0.1。,区间分的越细,误差越小。当所分隔的区间长度趋于0,过剩估计值和不足估计值都趋于曲边梯形面积。,滑行时间等分的越细,误差越小。当所分隔的小时间段长度趋于0,则过剩估计值和不足估计值都趋于汽车滑行路程。,概括,前面,我们通过“以直代曲”的逼近方法解决了求曲边梯形的面积的问题,它们的步骤:,分割区间,过剩估计值不足估计值,逼近所求面积,所分区间长度0,估计值所求值,动手做一做,求直线x=0,x=2,y=0与曲线y=x2所围成的曲边梯形的面积。,曲边梯形的定义:,分割区间,过剩估计值不足估计值,逼近所求面积

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