2018-2019学年最新高中数学苏教版选修2-2教学案:第1章 1.5 1.5.1 & 1.5.2 曲边梯形的面积 定积分

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_1.5

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15.1&1.5.2曲边梯形的面积定积分

[对应学生用书P24]



如图,阴影部分是由直线x1x2y0和函数f(xx2所围成的图形,
曲边梯形的面积

问题1:利用你已学知识能求出阴影部分的面积吗?提示:不能.
问题2:若把区间[1,2]分成许多小区间,进而把阴影部分拆分为一些小曲边梯形,你能近似地求出这些小曲边梯形的面积吗?
提示:可以.把每一个小曲边梯形看作一个小矩形求解.
问题3:我们知道,拆分后的所有小曲边梯形的面积和是该阴影部分的面积,如何才能更精确地求出阴影部分的面积呢?
提示:分割的曲边梯形数目越多,所求面积越精确.

1曲边梯形的面积
将已知区间[ab]等分成n个小区间,当分点非常多(n很大时,可以认为f(x在小区间上几乎没有变化(或变化非常小从而可以取小区间内任意一点xi对应的函数值f(xi作为小矩形一边的长.于是,可用f(xiΔx来近似表示小曲边梯形的面积,这样,和式f(x1Δxf(x2Δx+…+f(xnΔx表示了曲边梯形面积的近似值.


2求曲边梯形的面积的步骤
求曲边梯形面积的过程可以用流程图表示为:分割以直代曲作和逼近

定积分
设函数f(x在区间[ab]上有定义,将区间[ab]等分成n个小区间,每个小区间长度为ΔxΔx
ba
在每个小区间上取一点,依次为x1x2…,xi…,xn作和Snf(x1Δxn

f(x2Δx+…+f(xiΔx+…+f(xnΔx.
如果当Δx0(亦即n→+∞时,SnS(常数,那么称常数S为函数f(x在区间[ab]上的定积分.记为Sbaf(xdx.
其中,f(x称为被积函数,[ab]称为积分区间,a称为积分下限,b称为积分上限.


问题1:试利用定积分的定义计算0xdx的值.
1
定积分的几何意义
i1i
提示:将区间[0,1]等分成n个小区间,则第i个小区间为,第i个小区间的
nn
面积为
i1i1
ΔSifn·nn·n
i11所以SnΔSin·nn2(123n
n
n
i1
i1
1nn1112·n222n
111n时,Sn,所以xdx.
220
问题2:直线x0x1y0和函数f(xx围成的图形的面积是多
少?
11
提示:如图,S×1×1.
22问题3:以上两个问题的结果一样吗?提示:一样.

问题4:以上问题说明了什么道理?
提示:定积分af(xdx(f(x0的值等于直线xaxb(aby0和曲线yf(x所围成的面积.

一般地,定积分af(xdx的几何意义是,在区间[ab]上曲线与x轴所围图形面积的代数和(x轴上方的面积减去x轴下方的面积.


1.“分割”的目的在于更精确地实施“以直代曲”,子中以“矩形”代替“曲边梯形”,分割越细,这种“代替”就越精确.当n越大时,所有“小矩形的面积和就越逼近曲边梯形的面积”.
2.定积分af(xdx是一个常数,即定积分是一个数值,它仅仅取决于被积函数和积分
22
区间,而与积分变量用什么字母表示无关,如axdxatdt.
b
b
b
bb


[对应学生用书P26]


利用定积分的定义求曲边梯形的面积
[1]求由直线x1x2y0及曲线yx3围成的图形的面积.[思路点拨]依据求曲边梯形面积的步骤求解.[精解详析](1分割
如图,把曲边梯形ABCD分割成n个小曲边梯形,用分点
n1n2nn1
,…,nnn
n1n1n2ni1ni
把区间[1,2]等分成n个小区间:1,…,nnnnn,…,
nn12,每个小区间的长度为Δxnini11
nnnn
过各分点作x轴的垂线,把曲边梯形ABCD分割成n个小曲边梯
形,它们的面积分别记作ΔS1ΔS2,…,ΔSn.(2以直代曲
1
取各小区间的左端点ξiξ3为一边长,以小区间长Δxi
n为其邻边长的小矩形面积近似代替第i个小曲边梯形的面积,可以近似地表示为

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