1、1.4.1 曲边梯形面积与定积分,曲线f(x)与平行于y轴的直线和x轴所围成的图形,通常称为曲边梯形,右图为一个特殊的曲边梯形,是一个曲边三角形,(1)分割:将区间0,1等分为n个小区间,每个小区间的长度为x= ;,(2)近似代替:过各分点作x轴的垂线,把曲边梯形分 成n个小曲边梯形,再分别用每个小区间的左端点的纵坐 标 为高,x= 为底作小矩形,每个小矩形的面积 为Si= (i=0,1,n-1),(3)求和:所有小矩形的面积 和为,(4)取极限:,所以曲边三角形的面积为,“分割”的目的在于更精确地“以直代曲”,以“矩形”代替“曲边梯形”,随着分割的等份数的增多,这种“代替”就越精确,当n愈大
2、时,划分就越细,所有的小矩形的面积的和就愈接近曲边三角形的面积。,在”近似代替“中,是否可以取每个区间的右端点的 纵坐标为小矩形的高,并且利用所有这些小矩形的面积的和去逼近曲边三角形的面积呢?,思考:,将所有这些小矩形的面积的和记为An,则AnS,(1)分割:将区间0,1等分为n个小区间,每个小区间的长度为x= ;,(2)近似代替:分别用每个小区间的右端点的纵坐 标 为高,x= 为底作小矩形,每个小矩形的面积 为Ai= (i=0,1,n-1),(3)求和:所有小矩形的面积 和为,(4)取极限:,所以曲边三角形的面积为,事实上,在”近似代替“中,可以取每个区间的左端点或右端点或区间上的任一点的纵
3、坐标的绝对值为小矩形的高,没有统一的要求,只是 为了计算方便,通常取一些特殊点,并且利用所有这些小矩形的面积的和去逼近曲边梯形的面积。,求曲边梯形的面积的步骤:,(1)分割,(2)近似代替,(3)求和,(4)取极限,利用曲边梯形的面积的求法解决变力做功问题,(1)分割:将区间0,bn等分,每个小区间的长度为 x= ;,(2)近似代替:当n很大时,在分段 所用 的力约为 ,所做的功为 (i=0,1,n-1),(3)求和:,(4)取极限:,所以弹簧从平衡位置拉长b所做的功为,以上两个问题解决问题的方法和步骤是完全相同的,都归结为求一个函数在某一闭区间上的和式的极限问题:,曲边三角形或曲边梯形的面积
4、,克服弹簧拉力的变力所做的功,牛顿等数学家得到解决这类问题的一般方法: 求函数的定积分,曲边梯形的面积S等于其曲边所对应的函数 y=f(x)在区 间a,b上的定积分,即,例2中克服弹簧拉力的变力所做的功可以写为,例1的结果可以写为,分割,近似代替,求和,取极限,表示曲边梯形的面积,表示x轴上方和下方的面积的代数和,注:,运算性质1:,运算性质2:,运算性质3:,运算性质4:,定积分的运算性质:,图中阴影部分面积用定积分该如何表示?,思考:,2.用定积分求直线y=x,x=1,x=2,y=0所围成的梯形的面积。,几种典型的曲边梯形面积的求法:,曲边梯形的面积为:,曲边梯形的面积为:,阴影部分的面积为:,动动脑,