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第十二节 定积分与微积分基本定理
[考纲传真] (教师用书独具)1.了解定积分的实际背景,了解定积分的基本思想,了解定积分的概念.2.了解微积分基本定理的含义.
(对应学生用书第42页)
[基础知识填充]
1.定积分的概念与几何意义
(1)定积分的定义
如果函数f(x)在区间[a,b]上连续,用分点将区间[a,b]等分成n个小区间,在每个小区间上任取一点δi(i=1,2,…,n),作和式s′=f(δ1)Δx1+f(δ2)Δx2+…+f(δi)Δxi+…+f(δn)Δxn.当每个小区间的长度Δx趋于0时,s′的值趋于一个常数A.我们称常数A叫作函数f(x)在区间[a,b]上的定积分,记作eq \i\in(a,b,)f(x)dx,即eq \i\in(a,b,)f(x)dx=eq \o(lim,\s\do14(n→∞))eq \o(∑,\s\up16(n),\s\do14(i=1)) eq \f(b-a,n)f(ξi).
(2)有关概念
在eq \i\in(a,b,)f(x)dx中,eq \i\in( , ,)叫作积分号,a与b分别叫作积分下限与积分上限,函数f(x)叫作被积函数.
(3)定积分的几何意义
f(x)
eq \i\in(a,b,)f(x)dx的几何意义
f(x)≥0
表示由直线x=a,x=b,x轴及曲线y=f(x)所围曲边梯形的面积
f(x)<0
表示由直线x=a,x=b,y=0及曲线y=f(x)所围成的曲边梯形的面积的相反数
f(x)在[a,b]上有正有负
表示位于x轴上方的曲边梯形的面积减去位于x轴下方的曲边梯形的面积
2.定积分的性质
(1)eq \i\in(a,b,)1dx=b-a;
(2)eq \i\in(a,b,)kf(x)dx=keq \i\in(a,b,)f(x)dx(k为常数);
(3)eq \i\in(a,b,)[f1(x)±f2(x)]dx=eq \i\in(a,b,)f1(x)dx±eq \i\in(a,b,)f2(x)dx;
(4)eq \i\in(a,b,)f(x)dx=eq \i\in(a,c,)f(x)dx+eq \i\in(c,b,)f(x)dx(其中acb).
3.微积分基本定理
如果连续函数f(x)是函数F(x)的导函数,即f(x)=F′(x),那么eq \i\in(a,b,)f(x)dx=F(b)-F(a),这个结论叫作微积分基本定理,又叫作牛顿—莱布尼茨公式.
通常称F(x)是f(x)的一个原函数.
为了方便,常把F(b)-F(a)记作F(x)|eq \o\al(b,a),
即eq \i\in(a,b,)f(x)dx=F(x)|eq \o\al(b,a)=F(b)-F(a).
[知识拓展] 函数f(x)在闭区间[-a,a]上连续,则有
(1)若f(x)为偶函数,则eq \i\in(-a,a,) f(x)dx=2eq \i\in(0,a,)f(x)dx.
(2)若f(x)为奇函数,则eq \i\in(-a,a,)f(x)dx=0.
[基本能力自测]
1.(思考辨析)判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)设函数y=f(x)在区间[a,b]上连续,则eq \i\in(a,b,)f(x)dx=
eq \i\in(a,b,)f(t)dt.( )
(2)定积分一定是曲边梯形的面积.( )
(3)若eq \i\in(a,b,)f(x)dx<0,那么由y=f(x)的图像,直线x=a,直线x=b以及x轴所围成的图形一定在x轴下方.( )
(4)若f(x)是偶函数,则eq \i\in(-a,a,)f(x)dx=2eq \i\in(0,a,)f(x)dx.( )
[答案] (1)√ (2)× (3)× (4)√
2.(教材改编)已知质点的速率v=10t,则从t=0到t=t0质点所经过的路程是( )
A.10teq \o\al(2,0) B.5teq \o\al(2,0) C.eq \f(10,3)teq \o\al(2,0) D.eq \f(5,3)teq \o\al(2,0)
B [S=eq \i\in(0,\s\up5(t0),)∫vdt=eq \i\in(0,\s\up5(t0),)10tdt=5t2eq \b\lc\|(\a\vs4\al\co1(t0,0))=5teq \o\al(2,0).]
3.eq \i\in(-1,1,)e|x|dx的值为________.
2e-2 [eq \i\in(-1,1,)e|x|dx=eq \i\in(-1,0,)e-xdx+eq \i\in(0,1,)exdx
=-e-xeq \b\lc\|(\a\vs4\al\co1(0,-1))+exeq \b\lc\|(\a\vs4\al\co1(1,0))
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