会我要成为不定积佬!默认就会定积分了
定积分就是求某段导函数与x轴围成的面积,至少一重积分是这样……
∫abf(x)dx=I=λ→0limi=1∑nf(ξ)Δxi
a和b分别为积分下限和积分上限,也就是求a到b下的面积,这个面积是有方向的
[!NOTE]
有个定义副产品,用来算极限的
虽然我也不知道是干什么的
∫01f(x)dx=λ→0limi=1∑nf(n1)n1
显然,当a=b时有
∫abf(x)dx=0
另外对所有定积分都有
∫abf(x)dx=−∫baf(x)dx
不定积分那的某个性质也可以用
∫ab[αf(x)+βf(x)]dx=α∫abf(x)dx+β∫abg(x)dx
然后这还有个结论对于任何实数c都成立:
∫abf(x)dx=∫acf(x)dx+∫cbf(x)dx
就是把面积分成了两块分别求
下面一个性质名字还挺霸气:定积分中值定理
如果f(x)在[a,b]上连续,那[a,b]间至少有一个ξ使
∫abf(x)dx=f(ξ)(b−a)
这个f(ξ)实际上是f(x)在[a,b]上的平均值
通过图像秒杀
比如有一个
∫−111−x2dx
实际上就是求y=1−x2在[−1,1]上的积分,那不就是个半圆吗?!
我们发现两边平方就变成了y2=1−x2,居然是个单位元,真是太神奇了,要求的就是这个圆的上半部分,小学生都会做
==对称加奇(函数) 秒杀==
显然奇函数在原点两端的面积是相反的,所以只要积分上下限是相反数,也就是对称,那这时面积就是0啊
一个朴实无华的方法,但是有个高大上的名字:牛顿-莱布尼兹公式(微积分基本定理)
F(x)是f(x)的某个原函数,则
∫abf(x)dx=F(b)−F(a)
这需要先求出不定积分,然后再算两个点的值最后相减,非常的好用
对于一个积分,其上限为x,那它就是个积分上限函数,记为Φ(x)=∫axf(t)dt
而且它的导数有以下性质:
Φ′(x)=dxd∫axf(t)dt=f(x)
也就是说它的导数就是f(x)
和不定积分是类似的,但由于自变量换了,积分上下限也得换
还有一个重要的公式
∫02πf(sinx,cosx)dx=∫02πf(cosx,sinx)dx
人话来讲,就是在[0,2π]上的积分,sinx变成cosx,同时cosx变成sinx而值不变
反常积分就是要扯到∞的定积分,分为两种
像
t→+∞lim∫atf(x)dx
这样求到无限远处的积分就是一种反常积分,叫做f(x)在无穷区间[a,+∞]上的反常积分
如果原函数趋于+∞能算的话,也就是说limt→+∞F(t)−F(a)这个值存在极限(不是∞)时,这个反常积分是收敛的。反之如果它不存在,这个值就是发散的
[!NOTE]
注意:
反常积分不能用对称加奇算
至于反过来
t→−∞lim∫taf(x)dx
也是一样的,要算limt→−∞F(a)−F(x)的值
再进一步,对于
a→−∞,b→+∞lim∫abf(x)dx
只要分别算
a→−∞lim∫a0f(x)dx和b→+∞lim∫0bf(x)dx
就好了,如果其中有一个发散,那整个积分就是发散的
下面的表述可能在数学上并不准确
[!NOTE]
注意:
这个反常积分也不能用对称加奇算
对于一个无界函数,如果limx→af(a)=∞,那a就是f(x)的瑕点,这无界函数的积分又叫瑕积分
如果一个函数有a,b两个瑕点,a<b,在区间(a,b)上的积分就是
t→a+,u→b−lim∫tuf(x)dx
要做的仅仅是求F(u)−F(t)的值,如果是∞就是发散,反之则收敛
由于定积分的由来就和面积很有关系,所以拿来算函数下面积也是合情合理的
反正就是把面积切成一条条的方便算啦,据说这种方法叫元素法,拿来算体积也是可以的,只要知道怎么算圆的面积
[!TIP]
有时候会用到极坐标!
用勾股定理还能算弧长