例析定积分计算的几种方法

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例析定积分计算的几种方法

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例析定积分计算的几种方法
一、掌握方法
例1:求定积分的值.
解法1:(用定积分的定义计算定积分)
(1)分割:把区间[0,1]等分成n个小区间[](i=1,2,…,n).其长度为△x=,把曲边梯形分成n个小曲边梯形,其面积记为△Si(i=1,2,…,n).
(2)近似代替:用小矩形面积近似代替小曲边梯形的面积,
△Si=f()△x=,(i=1,2,…,n).
(3)求和:.
(4)取极限:S=.
所以 .
解法2:(用微积分基本定理计算定积分)
函数y=的一个原函数是
所以
解法3:(用定积分的几何意义计算定积分)
表示直线与轴所围梯形(如图所示)的面积.
所以=
评注:(1)利用定义法求定积分过程较繁琐,一般地,只有当其它方法计算定积分比较困难时考虑采用,同时应注意其四个步骤中的关键环节是求和,体现的思想方法是先分后合,以直代曲;(2)运用微积分基本定理计算定积分的关键是找到被积函数的原函数;(3)利用定积分的几何意义计算定积分,一般必须满足被积函数的图象易画,面积较易求出.
二、灵活运用
例2:求定积分的值.
分析:可先求出原函数,再利用微积分基本定理求解.
解:因为,
所以可求得函数的一个原函数是
所以
评注:本题由被积函数的特点考虑运用微积分基本定理进行计算,其关键是找到被积函数的原函数,若直接求不出原函数可先对被积函数变形,然后可求得.同时注意,为保万无一失,可对原函数求导进行检验.
例3:求定积分的值.
分析:本题注意到函数的图象即圆的一部分,故可利用定积分的几何意义求解.
解:表示圆的一部分与直线轴所围成的图形(如图所示)的面积,图中阴影部分面积等于一圆心角为120o,半径为2的扇形与一两直角边分别为1,的直角三角形的面积和.
所以=
评注:本题如果用定积分的定义或微积分基本定理求解都比较麻烦,由联想到圆的一部分,从而想到用定积分的几何意义求解,从而简化了运算.这也是数形结合思想的又一体现.运用定积分的几何意义计算定积分,需要具备较强的观察能力、分析能力.
  总之,定积分的计算,在实际解题中应因题而异,注意题目特点,灵活运用解题方法,才能快速而准确地解决问题.

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