定积分定义怎么计算
定积分定义:
设函数f(x) 在区间[a,b]上连续 , 将区间[a,b]分成n个子区间[x0,x1], (x1,x2], (x2,x3], …, (xn-1,xn] , 其中x0=a , xn=b 。
可知各区间的长度依次是:△x1=x1-x0 , 在每个子区间(xi-1,xi]中任取一点ξi(1,2,...,n) , 作和式
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。 该和式叫做积分和 , 设λ=max{△x1, △x2, …, △xn}(即λ是最大的区间长度) 。
如果当λ→0时 , 积分和的极限存在 , 则这个极限叫做函数f(x) 在区间[a,b]的定积分 , 记为
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, 并称函数f(x)在区间[a,b]上可积 。
其中:a叫做积分下限 , b叫做积分上限 , 区间[a, b]叫做积分区间 , 函数f(x)叫做被积函数 , x叫做积分变量 , f(x)dx 叫做被积表达式 , ∫ 叫做积分号 。
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定积分是积分的一种 , 是函数f(x)在区间[a,b]上的积分和的极限 。
这里应注意定积分与不定积分之间的关系:若定积分存在 , 则它是一个具体的数值(曲边梯形的面积) , 而不定积分是一个函数表达式 , 它们仅仅在数学上有一个计算关系(牛顿-莱布尼茨公式) , 其它一点关系都没有!
一个函数 , 可以存在不定积分 , 而不存在定积分 , 也可以存在定积分 , 而不存在不定积分 。 一个连续函数 , 一定存在定积分和不定积分;若只有有限个间断点 , 则定积分存在;若有跳跃间断点 , 则原函数一定不存在 , 即不定积分一定不存在 。
一般定理:
定理1:设f(x)在区间[a,b]上连续 , 则f(x)在[a,b]上可积 。
定理2:设f(x)区间[a,b]上有界 , 且只有有限个间断点 , 则f(x)在[a,b]上可积 。
定理3:设f(x)在区间[a,b]上单调 , 则f(x)在[a,b]上可积 。
牛顿-莱布尼茨公式
定积分与不定积分看起来风马牛不相及 , 但是由于一个数学上重要的理论的支撑 , 使得它们有了本质的密切关系 。 把一个图形无限细分再累加 , 这似乎是不可能的事情 , 但是由于这个理论 , 可以转化为计算积分 。 这个重要理论就是大名鼎鼎的牛顿-莱布尼兹公式 , 它的内容是:
如果f(x)是[a,b]上的连续函数 , 并且有F′(x)=f(x) , 那么
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用文字表述为:一个定积分式的值 , 就是原函数在上限的值与原函数在下限的值的差 。
正因为这个理论 , 揭示了积分与黎曼积分本质的联系 , 可见其在微积分学以至更高等的数学上的重要地位 , 因此 , 牛顿-莱布尼兹公式也被称作微积分基本定理 。
--定积分
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