定积分的概念和性质公式.docx

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定积分的概念和性质公式

定积分的概念和性质公式

1. 曲边梯形的面积

设在区间上，则由直线、、及曲线所围成的图形称为曲边梯形，下面求这个曲边梯形的面积

分割求近似：

在区间中任意插入若干个分点将分成 n 个小区间

，小区间的长度

在每个小区间上任取一点作乘积，

求和取极限：

则面积取极限

其中，即小区间长度最大者趋于零。

2.变速直线运动的路程

设某物体作变速直线运动，速度是上的连续函数，且，求在这段时间内物体所经过的路程。

分割求近似：

在内插入若干分点将其分成

n 个小区间，小区间长度，。

任取，

做

求和取极限：

则路程取极限

定义设函数在上有界，在中任意插入若干个分点

将分成 n 个小区间，其长度为，在每个小区间

上任取一点，作乘积，并求和，记 ，如果不论对怎样分法，也不论小区间上的点怎样取法，只要当时，和总趋于确定的极限，则称这个极限

为函数在区间上的定积分，记作，即

，（*）

其中叫被积函数，叫被积表达式，叫积分变量，叫积分下限，叫积分上限，叫积分区间。

叫积分和式。

说明：

1. 如果（*）式右边极限存在，称在区间可积，下面两类函数在区间可积，

（1）在区间上连续，则在可积。

（2）在区间上有界且只有有限个间断点，则在上可积。

2. 由定义可知，定积分的值只与被积函数和积分区间有关，而与积分变量无关，所以

3. 规定

  时,

在上时,表示曲线、两条直线、与轴所围成的曲边梯形的面积；

在上时,表示曲线、两条直线、与轴所围成的曲边梯形的面积（此时，曲边梯形在轴的下方）；

例1利用定积分的几何意义写出下列积分值

（1）（三角形面积）

（2）（半圆面积）

设可积

性质1

性质2

性质3（定积分对区间的可加性）对任何三个不同的数，有

性质4

性质5如果在区间上，，则

推论

性质6（定积分的估值）设 M 及 m 分别是函数在区间上的最大值及最小值，则

性质7（定积分中值定理）

如果函数在区间上连续，则在上至少有一点，使  成立 

例2比较下面两个积分的大小

     与

解设，

在（0，1）内，单调增

当时，有，即

由性质5，

例3估计积分的值

解只需求出在区间上的最大值、最小值即可。

设，

，令，得，

所以，在区间上

由性质6，

设在区间上连续，，则定积分一定存在，

当在上变动时，它构成了一个的函数，称为的变上限积分函数，

记作即

定理如果函数在区间上连续，则积分上限的函数在上具有导数，且导数是，即

说明：

1. 由原函数的定义知,是连续函数的一个原函数，因此，此公式

揭示了定积分与原函数之间的联系。

2. 当积分上限的函数是复合函数时，有

更一般的有

例1

（1），则：

=

（2），则：

    （4），则：

    （5）设，求:

此题中为函数的自变量，为定积分的积分变量，因而是两个函数乘积的形式

由求导法则

=

    =+

   （6）=0（因定积分的结果为一常数，故导数为零）

   （7）设是方程所确定的函数，求

解利用隐函数求导法则和变限积分求导法则有

            则=

例2设，求。

例3设为连续函数，

（1）若，则______ ,

    ___ 。

（2）

例4求

解这是型不定式，用罗必塔法则

定理（牛顿——莱公式）如果函数是连续函数在区间

上的一个原函数，则

此公式表明：

一个连续函数在区间上的定积分等于它的任一个原函数在该区间上的增量，此公式也称为微积分基本公式。

例5

解原式

例6

解原式

例7求

解利用定积分的可加性分段积分，

=+=2

例8

解被积函数是分段函数，分段点在积分区间内，

=+=1/4

例9

解原式

注意：

是分段函数