定 积 分(P26)
一、名词解释
定积分——设函数y?f(x)在区间在区间[a,b]内插入n?1[a,b]上连续,个分点:a?x0?x1?x2???xn?1?xn?b,把区间[a,b]分成n个小区间
[xi,xi?1],其长度为?xi?xi?1?xi,其中i?0,1,2,3,?,n-1,在每个小区间[xi,xi?1]上任取一点?i:xi??i?xi?1,并作乘积f(?i)?xi,再求出部分和,则称S为函数Sn??f(?i)?xi,令??max{?xi},若limSn?S(S为常数)
i?00?i?n?1n?1??0by?f(x)在区间[a,b]上的定积分,记作?f(x)dx?lim?f(?i)?xi
an?1i?0??0定积分几何意义——若函数y?f(x)?0,则定积分?f(x)dx表示由曲线
aby?f(x)、直线x?a、x?b以及x轴所围的曲边梯形的面积。
[a,b]上连续,定积分中值定理——设函数y?f(x)在区间 则在[a,b]上至少存在一?,使得点?f(x)dx?f(?)(b?a),其中??[a,b]。
ab[a,b]上连续,微积分基本定理——设函数y?f(x)在区间则?f(x)dx
abb=F(x)?F(b)?F(a),这里F?(x)?f(x)
a牛顿—莱布尼兹公式——即微积分基本定理中的公式。 二、填空题
1.定积分是对连续变化过程总效果的度量,求曲边形区域的面积是定积分概念的最直接的起源。
2.积分学的基本问题是非均匀变化量的求积问题。它的数学模型是f(?i)?xi,它的物理原形是求变速运动的路程,它的几何原形是求曲边???0limi?0n?1梯形的面积。
3.微分学的基本问题是求非均匀变化量的变化率问题,它的数学模型是?y,它的物理原形是求瞬时速度,它的几何原形是求切线斜率,它的基本?x?0?xlim运算是求导运算和求微分的运算。
4.微分学研究的是函数的局部性态,无论是微分概念,还是微商概念,都是逐点给出的。数学家研究函数的局部性质,其目的在于以局部定整体。
5.积分学包括不定积分和定积分两大部分,不定积分的目的是提供积分方16
法。
三、回答题
1.定积分有哪些应用?
答:物理学应用,几何学应用等。例如,路程问题,曲边梯形面积问题等。 2.定积分的性质有哪些? 答:由以下9条:
(1)?[f(x)?g(x)]dx??f(x)dx??g(x)dx;
aaabbb (2)?kf(x)dx?k?f(x)dx;
aabb(3)?f(x)dx???f(x)dx;
abba(4)?f(x)dx?0;
aa(5)?f(x)dx??f(x)dx??f(x)dx;
aacbcb(6)?dx?b?a;
ab(7)若在[a,b]上,f(x)?g(x),则?f(x)dx??g(x)dx;
aabby?f(x)在[a,b]上的最大值和最小值, (8)设M,m分别是函数 则:m(b?a)??f(x)dx?M(b?a);
ab[a,b]上连续,?,(9)设函数y?f(x)在区间 则在[a,b]上至少存在一点使得?f(x)dx?f(?)(b?a),其中??[a,b]。
ab3.简述积分区间上限为变量时定积分定理。
[a,b]上有定义且连续,答:设函数y?f(t)在闭区间则?f(t)dt在[a,b]上可
ax导,且[?f(t)dt]??f(x)。
ax4.建立定积分步骤有哪些? 答:分为4步:
(1)分割;(2)作积f(?i)?xi;(3)作和?f(?i)?xi;(4)取极限lim?f(?i)?xi,
i?0n?1n?1i?0??0
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其中??0max?i?n?1{?xi}。
四、计算题
1.利用定积分性质,比较下列积分值大小。
(1)解:?当x?[0,1]时,x2?x3, ??1x2dx??1x300dx
(2)解:?当x?[1,2]时,x3?x2, ??2x3dx??211x2dx
(3)解:?当x?[1,2]时,lnx?ln2x, ??2lnxdx?21?1ln2xdx
2.求函数y?2x2?3x?3在区间[1,4]上的平均值。
解:平均值A=144?1?1(2x2?3x?3)dx?13(23x3?32x2?3x)4491?2. 3.设y??xsintdt,求dy0dxx?? 4解:dydx?(?x0sintdt)??sinx, ?dydxx???sinx??2。 4x?4224.设y??x111?Adx,求dydx。 解:dyx21dx=(?11?Adx)??2x1?A。
5.计算下列定积分 (1) 解:?3x3dx11?4x431?20 (2) 解:?4xdx?233324213x1?3(42?12)?143 (3) 解:?2?sinxdx??cos2??x???[1?(?1)]??2
(4) 解:?0?1e?xdx???0?1e?xd(?x)??e?x0?1??(e0?e?1)?1e?1
(5) 解:??2x?1x?3dx???2x?3?3?1x?3dx???2?1(1?3x?3)dx
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?x(6) 解:?4?2?2?3lnx?3??1?3(ln1?ln2)?3ln2?1 ?1?1111411141141dt?(?)dt?dt?dt 2???11162t?32t?362t?362t?34t?9?4141111111ln2t?3?ln2t?3?ln5?ln?ln5?ln11
1121121212561244146.解:如下图, 体积V=??f2(x)dx???4axdx?4?ax2?32?a
0020
第6题图 第7题图 第8题图 第9题图
7.解:如上图,
222?x2x211体积V???(1?)dx???(1?x?)dx??(x?x2?x3)?
0003242122?y?2x?3?x1??1?x2?38.解:如上图,? , ??或?2y?1y?9y?x?1?2?33132 面积S??[(2x?3)?x2]dx?(x2?3x?x3)?
?1?1334429.解:如上图,面积S??edx?e?e?e
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高等数学(B)(1)作业4
微积分简史
注意:以下六题自己从书中相应位置的内容去概括,要抓住重点,言简意赅,写满所留的空地。
1.论述微分学的早期史。 答:见书P216——217 2.简述费马对微分学的贡献。 答:见书P217——218 3.简述巴罗对微分学的贡献。 答:见书P218——220 4.论述积分学的早期史。 答:见书P206——210
5.论述微积分对人类历史的贡献。
答:见书“一、前言”一开始的部分(前两段)。 6.牛顿和莱布尼兹对微积分的发现做出了什么贡献? 答:见书P222——225。
微分方程(P33) 一、回答题
1.微分方程的定义。
答:含有未知函数的导数或微分的方程。 2.何为微分方程的通解、特解、初始条件?
答:满足微分方程的所有函数,叫做微分方程的通解;满足微分方程的一个解或者部分解,称为微分方程的特解。微分方程最初所满足的条件,叫做初始条件。
3.何为变量可分离的微分方程? 答:把形如
dy?f(x)g(y)的微分方程,称为微分方程。 dx4.微分方程与建模有和关系。
答:抛弃具体意义,只关心微分方程的形状,研究如何解方程,等这些工作做熟练了,反过来又可以用它解决实际问题。
5.建模思想和步骤是什么?
答:建模思想就是将各种各样的实际问题化为数学问题,通过建立数学模型,最终使实际问题得到解决。
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