一、定积分问题的提出
三个引例(共性:特殊乘积和式的极限):
- 曲边梯形面积 — 分割 → 近似 → 求和 → 取极限
- 直线型构件质量 — 同样四步法(微元法)
- 变力沿直线作功 — 同上
二、定积分的定义
设 在 上有界,插入 个分点: 记 ,任取 ,作和 。
令 ,当 时,若和式总趋于确定极限,则此极限称为 在 上的定积分:
核心要点
- 两要素:被积函数 + 积分区间
- 与变量记号无关:
- 可积充分条件: 在 上只有有限个第一类间断点
- 几何意义: 曲边梯形面积(代数和)
- 物理意义:质量 = ,功 =
已知可积时用特殊方法求定积分
若已知 在 上可积,可采用特殊分割(n等分)和特殊取点(左/右端点)求极限值:
例题:
三、定积分的性质
规定
基本性质
| 性质 | 内容 |
|---|---|
| 线性 | |
| 可加性 | ( 任意位置) |
| 常数积分 | ; |
不等式性质
| 性质 | 内容 |
|---|---|
| 保序性 | 若 在 ,则 |
| 单调性 | 若 ,则 |
| 绝对值 | $\left |
| 估值 | , 为最值 |
积分中值定理
若 ,则 ,使:
推广(第一中值定理):若 且 不变号,则 使:
柯西-许瓦兹不等式(考研)
等号成立 。
非负连续函数积分为零
若 连续,则 。
对折公式
奇偶对称性
- 若 为奇函数:
- 若 为偶函数:
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