1、曲边梯形的面积与定积分,一. 定积分的实际背景,1. 曲边梯形的概念,(1). 图中的阴影部分类似于一个梯形,但其中一边是曲线 y=f(x) 的一段. (2). 由直线x=a,x=b (ab),y=0和曲线 y=f(x) 所围成的图形称为曲边梯形.,还记得“梯形”的面积公式吗? 怎么求“曲边梯形”的面积呢?,一. 定积分的实际背景,1. 求曲边梯形的面积,【提示】“曲边图形”与“直边图形”有着密切的联系;它们的主要区别在于前者有一条边是曲线段,而后者各边均为直线段; (1).如果可以用适当的直线段代替图中的曲线段以直代曲,就可以近似地求出曲边梯形的面积; (2).怎样“以直代曲”才能使所求的面
2、积比较精确地表示曲边梯形的面积呢?,实验说明:在点 P 附近我们可以用这条直线 l 来代替的曲线;也就是说:在点P附近,曲线可以看作直线;即在很小范围内“以直代曲”可以提高精确度.,放大,再放大,一. 定积分的实际背景,1. 求曲边梯形的面积,观察下面的实验,为实现“以直代曲” 将区间a, b分割成若干个非常小的区间,y = f(x),用一个矩形的面积A1近似代替曲边梯形的面积A,一. 定积分的实际背景,1. 求曲边梯形的面积,差距巨大,用两个矩形的面积 近似代替曲边梯形的面积A,得,一. 定积分的实际背景,1. 求曲边梯形的面积,差距很大,A A1+ A2+ A3+ A4,用四个矩形的面积
3、近似代替曲边梯形的面积A,得,一. 定积分的实际背景,1. 求曲边梯形的面积,差距较大,将曲边梯形分成 n个小曲边梯形,并用小矩阵形的面积代替小曲边梯形的面积,于是曲边梯形的面积A近似为,A A1+ A2 + + An,当n无限增大时,以直代曲 无限逼近,一. 定积分的实际背景,1. 求曲边梯形的面积,比较接近,一. 定积分的实际背景,1. 求曲边梯形的面积,例1. 求曲线y=x2与直线x=1, y=0所围成的区域的面积.,(1) 分割将区间0,1等分为n个小区间,每个小区间的长度均为 ,记作 ;,(2) 近似替代过各分点作x轴的垂线,把曲边梯形分割成n个小曲边梯形,再以小区间的左端点的纵坐标
4、为高,x为底作n个小矩形,用这些小矩形的面积近似地替代相应的曲边梯形的面积;,(3) 求和所有小矩形面积之和等于:,(4) 取极限所有小矩形面积之和等于:,基本步骤总结,一. 定积分的实际背景,2. 求变力所做的功,例2. 弹簧在拉伸过程中,力与弹簧的伸长量成正比,即F(x)=kx (k是常数,x是伸长量). 求弹簧从平衡位置拉长 b 所做的功.,二. 定积分的概念,1. 概念,二. 定积分的概念,2. 关于定积分概念的几点说明,(1) f(x)叫做被积函数; a、b分别叫做定积分的下限、上限;x叫做积分变量; f(x)dx叫做被积式; a, b叫做积分区间. (2) 如果f(x)在a, b上的定积分存在,则称f(x)在a,b上可积; (3) a, bD (D为f(x)的定义域);,(4) 定积分 是一个常数,只与f(x)和a,b有关;,(5) 各小区间的长度xi可以不相等.,3. 用定义求定积分的基本步骤,分割; 近似替代; 求和; 取极限.(化整为零) (以直代曲) (积零为整) (使近似变精确),三. 定积分的性质和运算法则,(设f(x)是连续函数),三. 定积分的几何意义,强调:当被积函数式中有加减运算时,必须加括号.,三. 定积分的几何意义,应用定积分的几何意义求下列定积分,