定积分与微积分基本定理复习讲义
定积分与微积分基本定理复习讲义
河南省卢氏县第一高级中学山永峰
考
什么怎么考
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. 1.考查形式多为选择题或填空题.
2.考查简单定积分的求解.
3.考查曲边梯形面积的求解.
4.与几何概型相结合考查.
[归纳·知识整合]
1.定积分
(1)定积分的相关概念:在∫b a f(x)d x中,a,b分别叫做积分下限与积分上限,区间[a,b]叫做积分区间,f(x)叫做被积函数,x叫做积分变量,f(x)d x叫做被积式.
(2)定积分的几何意义
①当函数f(x)在区间[a,b]上恒为正时,定积分∫b a f(x)d x的几何意义是由直线x=a,x=b(a≠b),y=0和曲线y=f(x)所围成的曲边梯形的面积(左图中阴影部分).
②一般情况下,定积分∫b a f(x)d x的几何意义是介于x轴、曲线f(x)以及直线x=a,x=b 之间的曲边梯形面积的代数和(右上图中阴影所示),其中在x轴上方的面积等于该区间上的积分值,在x轴下方的面积等于该区间上积分值的相反数.
(3)定积分的基本性质:①∫b a kf(x)d x=k∫b a f(x)d x.
②∫b a[f1(x)±f2(x)]d x=∫b a f1(x)d x±∫b a f2(x)d x.
③∫b a f(x)d x=∫c a f(x)d x+∫b c f(x)d x.
[探究] 1.若积分变量为t,则∫b a f(x)d x与∫b a f(t)d t是否相等?
提示:相等.
2.一个函数的导数是唯一的,反过来导函数的原函数唯一吗?
提示:一个函数的导数是唯一的,而导函数的原函数则有无穷多个,这些原函数之间都相差一个常数,在利用微积分基本定理求定积分时,只要找到被积函数的一个原函数即可,并且一般使用不含常数的原函数,这样有利于计算.
3.定积分∫b a[f(x)-g(x)]d x(f(x)>g(x))的几何意义是什么?
提示:由直线x=a,x=b和曲线y=f(x),y=g(x)所围成的曲边梯形的面积.
2.微积分基本定理:如果f(x)是区间[a,b]上的连续函数,并且F′(x)=f(x),那么∫b a f(x)d x
=F (b )-F (a ),这个结论叫做微积分基本定理,又叫做牛顿—莱布尼兹公式. 为了方便,常把F (b )-F (a )记成F (x )|b a ,即 ∫b a f (x )d x =F (x )|b a =F (b )-F (a ).
课前预测:
1.∫421x
d x 等于( ) A .2ln 2 B .-2ln 2 C .-ln 2 D .ln 2
2.(教材习题改编)一质点运动时速度和时间的关系为V (t )=t 2-t +2,质点作直线运动,
则此物体在时间[1,2]内的位移为( )
A.176
B.143
C.136
D.116
3.(教材习题改编)直线x =0,x =2,y =0与曲线y =x 2
所围成的曲边梯形的面积为________.
4.(教材改编题)∫101-x 2d x =________.
5.由y =1x ,直线y =-x +52
所围成的封闭图形的面积为________ 考点一 利用微积分基本定理求定积分
[例1] 利用微积分基本定理求下列定积分:
(1)∫21(x 2+2x +1)d x ;(2)∫π0(sin x -cos x )d x ; (3)∫2
0x (x +1)d x ;(4)∫21? ????e 2x +1x d x ; (5)20π
? sin 2x 2d x . ———————————————————
求定积分的一般步骤:
(1)把被积函数变形为幂函数、正弦函数、余弦函数、指数函数与常数的积的和或差;
(2)把定积分用定积分性质变形为求被积函数为上述函数的定积分;
(3)分别用求导公式找到一个相应的原函数;
(4)利用牛顿—莱布尼兹公式求出各个定积分的值;
(5)计算原始定积分的值.
强化训练:
1.求下列定积分:(1)∫2
0|x -1|d x ;(2) 20π?1-sin 2x d x .
考点二 利用定积分的几何意义求定积分
[例2] ∫10-x 2+2x d x =________.
变式:在本例中,改变积分上限,求∫20-x 2+2x d x 的值.
———————————————————
利用几何意义求定积分的方法
(1)当被积函数较为复杂,定积分很难直接求出时,可考虑用定积分的几何意义求定积分.
(2)利用定积分的几何意义,可通过图形中面积的大小关系来比较定积分值的大小. 强化训练:
2.(2014·福建模拟)已知函数f (x )=∫x 0(cos t -sin t )d t (x >0),则f (x )的最大值为
________.
考点三:利用定积分求平面图形的面积
[例3] (2014·山东高考)由曲线y =x ,直线y =x -2及y 轴所围成的图形的面积为
( )
103 B .4 C.163 D .6
变式训练:
若将“y =x -2”改为“y =-x +2”,将“y 轴”改为“x 轴”,如何求解?
———————————————————
利用定积分求曲边梯形面积的步骤
(1)画出曲线的草图.
(2)借助图形,确定被积函数,求出交点坐标,确定积分的上、下限.
(3)将“曲边梯形”的面积表示成若干个定积分的和或差.
(4)计算定积分,写出答案.
强化训练:
(2014·郑州模拟)如图,曲线y =x 2和直线x =0,
x =1,y =14
所围成的图形(阴影部分)的面积为( )
A.23
B.13
C.12
D.14
考点四:定积分在物理中的应用
[例4] 列车以72 km/h 的速度行驶,当制动时列车获得加速度a =-0.4 m/s 2,问列车应
在进站前多长时间,以及离车站多远处开始制动?
——————————————————— 1.变速直线运动问题
如果做变速直线运动的物体的速度v 关于时间t 的函数是v =v (t )(v (t )≥0),那么物体从
时刻t =a 到t =b 所经过的路程为∫b a v (t )d t ;如果做变速直线运动的物体的速度v 关于时
间t 的函数是v =v (t )(v (t )≤0),那么物体从时刻t =a 到t =b 所经过的路程为-∫b a
v (t )d t .
2.变力做功问题
物体在变力F (x )的作用下,沿与力F (x )相同方向从x =a 到x =b 所做的功为∫b a F (x )d x . 强化训练:
4.一物体在力F (x )=????? 10 0≤x ≤23x +4 x >2(单位:N)的作用下沿与力F (x )相同的方向运动
了4米,力F (x )做功为( )
A .44 J
B .46 J
C .48 J
D .50 J
1个定理——微积分基本定理
由微积分基本定理可知求定积分的关键是求导函数的原函数,由此可知,求导与积分是互为逆运算.
3条性质——定积分的性质
(1)常数可提到积分号外;(2)和差的积分等于积分的和差;
(3)积分可分段进行.
3个注意——定积分的计算应注意的问题
(1)若积分式子中有几个不同的参数,则必须分清谁是积分变量;
(2)定积分式子中隐含的条件是积分上限不小于积分下限;
(3)面积非负, 而定积分的结果可以为负.
易误警示——利用定积分求平面图形的面积的易错点
[典例] (2013·上海高考)已知函数y =f (x )的图象是折线段ABC ,其中A (0,0),B ? ??
??12,5,C (1,0).函数y =xf (x )(0≤x ≤1)的图象与x 轴围成的图形的面积为________.
[易误辨析]
1.本题易写错图形面积与定积分间的关系而导致解题错误.
2.本题易弄错积分上、下限而导致解题错误,实质是解析几何的相关知识和运算能力不够致错.
3.解决利用定积分求平面图形的面积问题时,应处理好以下两个问题:
(1)熟悉常见曲线,能够正确作出图形,求出曲线交点,必要时能正确分割图形;
(2)准确确定被积函数和积分变量.
变式训练:1.由曲线y =x 2,y =x 3围成的封闭图形面积为( )
A.112
B.14
C.13
D.712
2.(2014·山东高考)设a >0.若曲线y =x 与直线x =a ,y =0所围成封闭图形的面积为a 2,
则a =________.
定积分与微积分基本定理检测题
一、选择题(本大题共6小题,每小题5分,共30分)
1.∫e 11+ln x x
d x =( )
1-定积分与微积分基本定理(理)含答案版
定积分与微积分基本定理(理) 基础巩固强化 1.求曲线y =x 2与y =x 所围成图形的面积,其中正确的是( ) A .S =?? ?0 1(x 2-x )d x B .S =?? ?0 1 (x -x 2)d x C .S =?? ?0 1 (y 2-y )d y D .S =??? 1 (y - y )d y [答案] B [分析] 根据定积分的几何意义,确定积分上、下限和被积函数. [解析] 两函数图象的交点坐标是(0,0),(1,1),故积分上限是1,下限是0,由于在[0,1]上,x ≥x 2,故函数y =x 2与y =x 所围成图 形的面积S =?? ?0 1 (x -x 2)d x . 2.如图,阴影部分面积等于( ) A .2 3 B .2-3 [答案] C [解析] 图中阴影部分面积为
S =??? -3 1 (3-x 2 -2x )d x =(3x -1 3x 3-x 2)|1 -3=32 3. 4-x 2d x =( ) A .4π B .2π C .π [答案] C [解析] 令y =4-x 2,则x 2+y 2=4(y ≥0),由定积分的几何意义知所求积分为图中阴影部分的面积, ∴S =1 4×π×22=π. 4.已知甲、乙两车由同一起点同时出发,并沿同一路线(假定为直线)行驶.甲车、乙车的速度曲线分别为v 甲和v 乙(如图所示).那么对于图中给定的t 0和t 1,下列判断中一定正确的是( ) A .在t 1时刻,甲车在乙车前面 B .在t 1时刻,甲车在乙车后面 C .在t 0时刻,两车的位置相同 D .t 0时刻后,乙车在甲车前面 [答案] A [解析] 判断甲、乙两车谁在前,谁在后的问题,实际上是判断在t 0,t 1时刻,甲、乙两车行驶路程的大小问题.根据定积分的几何意义知:车在某段时间内行驶的路程就是该时间段内速度函数的定积
微积分基本定理(17)
1.6 微积分基本定理( 2) 一、【教学目标】 重点:使学生直观了解微积分基本定理的含义,并能正确运用基本定理计算简单的定积分. 难点:利用微积分基本定理求积分;找到被积函数的原函数. 能力点:正确运用基本定理计算简单的定积分. 教育点:通过微积分基本定理的学习,体会事物间的相互转化、对立统一的辩证关系,培养学生辩 证唯物主义观点,提高理性思维能力. 自主探究点:通过实例探求微分与定积分间的关系,体会微积分基本定理的重要意义. 易错点:准确找到被积函数的原函数,积分上限与下限代人求差注意步骤,以免符号出错. 考试点:高考多以填空题出现,以考查定积分的求法和面积的计算为主. 二、【知识梳理】 1. 定积分定义:如果函数() f x在区间[,] a b上连续,用分点 0121- =<<<<<<<= i i n a x x x x x x b,将区间[,] a b等分成n个小区间,在每一个小区间 1 [,] i i x x - 上任取一点(1,2,,) ξ= i i n,作和 1 ()() ξξ = - ?=∑n i i i i b a f x f n ,当n→∞时,上述和式无限接近某个常数,这个常数叫做函数() f x在区间[,] a b上的定积分,记作() b a f x dx ?,即 1 ()lim() n b a i n i b a f x dx f n ξ →∞ = - =∑ ?,这里a、b分别叫做积分的下限与上限,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叫做被积式. 2.定积分的几何意义 如果在区间[,] a b上函数连续且恒有()0 f x≥,那么定积分() b a f x dx ?表示由直线, x a x b ==(a b ≠),0 y=和曲线() y f x =所围成的曲边梯形的面积.
定积分及微积分基本定理练习题及答案
1.4定积分与微积分基本定理练习题及答案 1.(2011·一中月考)求曲线y =x2与y =x 所围成图形的面积,其中正确的是( ) A .S =??01(x2-x)dx B .S =??01(x -x2)dx C .S =??01(y2-y)dy D .S =??01(y -y)dy [答案] B [分析] 根据定积分的几何意义,确定积分上、下限和被积函数. [解读] 两函数图象的交点坐标是(0,0),(1,1),故积分上限是1,下限是0,由于在[0,1]上,x ≥x2,故函数y =x2与y =x 所围成图形的面积S =??0 1(x -x2)dx. 2.(2010·日照模考)a =??02xdx ,b =??02exdx ,c =??02sinxdx ,则a 、b 、c 的大小关系是 ( ) A .a 专题06 定积分与微积分基本定理 1.由曲线,直线轴所围成的图形的面积为() A.B.4C.D.6 【答案】A 【解析】 联立方程得到两曲线的交点(4,2), 因此曲线y,直线y=x﹣2及y轴所围成的图形的面积为: S. 故选:A. 2.设f(x)=|x﹣1|,则=() A.5 B.6 C.7 D.8 【答案】A 【解析】 画出函数的图像如下图所示,根据定积分的几何意义可知,定积分等于阴影部分的面积,故定积分为 ,故选A. 3.曲线与直线围成的封闭图形的面积是() A.B.C.D. 【答案】D 【解析】 令,则,所以曲线围成的封闭图形面积为 ,故选D 4.为函数图象上一点,当直线与函数的图象围成区域的面积等于时,的值为 A.B.C.1D. 【答案】C 【解析】 直线与函数的图象围成区域的面积S dx = ∴ 故选:C 5.由直线与曲线所围成的封闭图形的面积为( ) A.B.1C.D. 【答案】B 【解析】 题目所求封闭图形的面积为定积分,故选B. 6.如图,矩形中曲线的方程分别是,在矩形内随机取一点,则此点取自阴影部分的概率为( ) A.B.C.D. 【答案】A 【解析】 依题意的阴影部分的面积,根据用几何概型概率计算公式有所求概率为,故选A. 7.() A.B.-1C.D. 【答案】C 【解析】 解: . 故选:C. 8.,则T的值为 A.B.C.D.1 【答案】A 【解析】 由题意得表示单位圆面积的四分之一,且圆的面积为π, ∴, ∴. 故选A. 9.下列计算错误 ..的是() A.B. C.D. 【答案】C 【解析】 在A中,, 在B中,根据定积分的几何意义,, 在C中,, 根据定积分的运算法则与几何意义,易知,故选C. 7、微积分基本定理 一、选择题 1.??0 1(x 2 +2x )d x 等于( ) A.13 B.23 C .1 D.43 2.∫2π π(sin x -cos x )d x 等于( ) A .-3 B .-2 C .-1 D .0 3.自由落体的速率v =gt ,则落体从t =0到t =t 0所走的路程为( ) A.13gt 20 B .gt 2 0 C.12gt 20 D.16gt 20 4.曲线y =cos x ? ????0≤x ≤3π2与坐标轴所围图形的面积是( ) A .4 B .2 C.5 2 D .3 5.如图,阴影部分的面积是( ) A .2 3 B .2- 3 C.323 D.35 3 6.??0 3|x 2-4|d x =( ) A.213 B.223 C.233 D.25 3 7.??241 x d x 等于( ) A .-2ln2 B .2ln2 C .-ln2 D .ln2 8.若??1a ? ?? ??2x +1x d x =3+ln2,则a 等于( ) A .6 B .4 C .3 D .2 9.(2010·山东理,7)由曲线y =x 2 ,y =x 3 围成的封闭图形面积为( ) A.112 B.14 C.13 D.7 12 10.设f (x )=??? ?? x 2 0≤x <12-x 1 11.从如图所示的长方形区域内任取一个点M (x ,y ),则点M 取自阴影部分的概率为________. 12.一物体沿直线以v =1+t m/s 的速度运动,该物体运动开始后10s 内所经过的路程是________. 13.求曲线y =sin x 与直线x =-π2,x =5 4π,y =0所围图形的面积为________. 14.若a =??02x 2 d x ,b =??02x 3 d x ,c =??0 2sin x d x ,则a 、b 、c 大小关系是________. 三、解答题 15.求下列定积分: ①??0 2(3x 2+4x 3 )d x ; ② sin 2 x 2 d x . 17.求直线y =2x +3与抛物线y =x 2 所围成的图形的面积. 18.(1)已知f (a )=??0 1(2ax 2 -a 2 x )d x ,求f (a )的最大值; (2)已知f (x )=ax 2 +bx +c (a ≠0),且f (-1)=2,f ′(0)=0,??0 1f (x )d x =-2,求a ,b ,c 的值. DBCDCCDDAC 11. 13 12. 23(1132-1) 13.4-2 2 [解析] 所求面积为 =1+2+? ?? ?? 1-22=4-22. 14.[答案] c 专题13定积分与微积分基 本定理知识点 标准化文件发布号:(9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY- 考点13 定积分与微积分基本定理 一、定积分 1.曲边梯形的面积 (1)曲边梯形:由直线x =a 、x =b (a ≠b )、y =0和曲线()y f x =所围成的图形称为曲边梯形(如图①). (2)求曲边梯形面积的方法与步骤: ①分割:把区间[a ,b ]分成许多小区间,进而把曲边梯形拆分为一些小曲边梯形(如图②); ②近似代替:对每个小曲边梯形“以值代曲”,即用矩形的面积近似代替小曲边梯形的面积,得到每个小曲边梯形面积的近似值(如图②); ③求和:把以近似代替得到的每个小曲边梯形面积的近似值求和; ④取极限:当小曲边梯形的个数趋向无穷时,各小曲边梯形的面积之和趋向一个定值,即为曲边梯形的面积. 2.求变速直线运动的路程 3.定积分的定义和相关概念 (1)如果函数f (x )在区间[a ,b ]上连续,用分点a =x 0 教学过程 一、课堂导入 问题:什么是定积分?定积分与微积分基本定理是什么? 二、复习预习 1.被积函数若含有绝对值号,应先去绝对值号,再分段积分.高中数学之定积分与微积分基本定理含答案
7.微积分基本定理练习题
专题13定积分与微积分基本定理知识点
定积分与微积分基本定理