數(shù)學分析-定積分應(yīng)用-全文預覽
【正文】 ? ?oyxa?2ABCa2 )(2 yxx ?)(1 yxx ?? ?? ???? 2 22 s i n)s i n( t d tatta? ? ???? 0 22 s i n)s i n( t d tatta? ??? ?? 20 23 s i n)s i n( t d ttta .633 a??2022/8/26 39 如果一個立體不是旋轉(zhuǎn)體，但卻知道該立體上垂直于一定軸的各個截面面積，那么，這個立體的體積也可用定積分來計算 . 二、已知截面面積的立體的體積 2022/8/26 40 x A(x) dV=A(x)dx x 已知平行截面面積為 A(x)的立體 ?? ba xxAV d)(. a V 平行截面面積為已知的立體的體積 b 2022/8/26 41 o y R x x y 22 xR ???? ?? ????? R R xxR d) t a n( ?tan???? R??? RR xxAV d)(–R R . . . ?) t a n( ?? ???? xRy tan? ? ? 問題： 還有別的方法嗎？ (x, y), 截面積 A(x) . 例 5：半徑為 R的正圓柱體被通過其底的直徑并與底面成 ?角的 平面所截， 得一圓柱楔。所圍如圖所示圖形的面求例???????2co ss i n262rro xy6???o xy??? 2co ss i n2 2求交點6????? ? ?? ddS 21 s i n221????? d2022/8/26 23 積。 2. 總量 U有可加性 . (1) 求微元 局部近似得 dU = f (x)dx (2) 求全量 微元積分得 ?? ba dxxfU )(應(yīng)用方向： 平面圖形的面積；體積；平面曲線的弧長；功；水壓力；引力和平均值等． 可用微元法的條件 步驟 2022/8/26 6 (1) 整體問題轉(zhuǎn)化為局部問題； (2) 在局部范圍內(nèi)，以常代變，以直代曲； 微元法的實質(zhì) (3) 取極限 (定積分 ) 由近似值變?yōu)榫_值。2022/8/26 1 第十章 定積分應(yīng)用 0 x y a y=f (x) b x+dx x 2022/8/26 2 定積分概念的出現(xiàn)和發(fā)展都是由實際問題引起和推動的。 第一節(jié) 定積分的元素法 一、問題的提出 如何應(yīng)用定積分解決實際問題 _____微元法： 2022/8/26 3 回顧 曲邊梯形面積 A 的計算過程： ?? ba dxxf )(把區(qū)間 [a, b]分成 n個小區(qū)間 , 有 ????niiAA1總量 A 對于 [a, b]具有區(qū)間可加性 , 計算 ?Ai的近似值 iii xfA ??? )(?)( 1 iii xx ??? ?得 A的 近似值 ????niii xfA1)( ?????????baniiidxxfxfA)( )(lim10??ii xf ??)(?(1) 分割 . (2) 近似 . (3) 求和 . (4) 求極限 . n個部分量 Ai 的和 . a b ?0x 1x ii xx 1? 1?nx nx?0 x y y = f (x) 1? 2? i? n?即 A可以分割成 2022/8/26 4 把上述步驟 略去下標 ，改寫為： (1) 分割 . (2) 近似 . (3) 求和 . (4) 求極限 . 計算 ?A的近似值 dxxfA ??? )(xy0 a b? ?xfy ?x x+dx ??ba xxfA d)( 則稱為面積元素并記 )( dxxfdA ?這種方法通常稱為 微元法 或 元素法 面積微元 用 ?A表示 [x, x+dx]上的小 曲邊梯形的面積， 取微元 任取一個具有 代表性 的小區(qū)間 [x, x+dx] (區(qū)間微元 )， 2022/8/26 5 1. 若總量 U非均勻分布在變量 x的某個區(qū)間 [a, b]上 。 微元法 (Element Method) dxx )(??變量！關(guān)鍵 )( x? Cx ?? )(2022/8/26 8 第二節(jié) 定積分在幾何上的應(yīng)用 一、平面圖形的面積 二、體積 三、平面曲線的弧長 2022/8/26 9 平面圖形的面積 一、直角坐標系情形 二、極坐標系情形 三、小結(jié) 思考題 2022/8/26 10 xyo)( xfy ?a b xyo)(1 xfy ?)(2 xfy ?a b曲邊梯形的面積 dxxfdA )(?由 y=f1(x)和 y=f2(x)圍成的面積 : dxxfxfdA )]()([ 12 ??一、直角坐標系情形 ?? ba dxxfA )(x xxx ?? xx ??? ?? ba dxxfxfA )]()([ 122022/8/26 11 例 1 計算由兩條拋物線 xy ?2 和 2xy ? 所圍成的圖形的面積 .解 )1,1(),0,0(3) 面積元素 ?dA2) 選 x為積分變量 , ]1,0[?x則dxxxA )( 210 ?? ?10333223?????? ?? xx.31?2xy ?2yx ?解方程組 ???????22xyxy即這兩個拋物線的交點為： x x+dx dxyy )( 下上 ?1) 求出兩拋物線的交點 . 1,0 ??? xx)1,1(dxxx )( 2??12022/8/26 12 討論： 由左右兩條曲線 x?j左 (y)與 x?j右 (y)及上下兩條直線 y?d與 y?c所圍成的平面圖形的面積如何表示為定積分？ 提示： 面積為 面積元素 ? ?? dc dyyyS )]()([ 左右 jj ? dxxfxfS ba? ?? )]()([ 下上 ? ? ?? dc dyyyS )]()([ 左右 jj ? dA=[j右 (y)?j左 (y)]dy, 選積分變量 , 2022/8/26 13 例 2 計算由曲線 xy 22 ? 和直線 4?? xy 所圍成的圖形的面積 . 2022/8/26 14 例 2 計算由曲線 xy 22 ? 和直線 4?? xy 所圍成的圖形的面積 . 解 兩曲線的交點 ).4,8(),2,2( ????????422xyxy選 為積分變量 y ]4,2[??y?dA .18)24(422???? ??dyyyAxy 22?4??xyxy 22 ?4?? xyy+dy y dyyy ??????????2422022/8/26 15 如果曲邊梯形的曲邊為參數(shù)方程 ?????)()(tytx?j曲邊梯形的面積 （其中 1t 和 2t 對應(yīng)曲線起點與終點的參數(shù)值） 在 [ 1t , 2t ]（或 [ 2t , 1t ] ）上 )( tx j? 具有連續(xù)導數(shù)，)( ty ?? 連續(xù) . ?? ?? baba y d xdxxfA )(.)()(21?
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