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【摘 要】定积分是高考新增内容,考察题目多为中低档难度。基本可以分为三类,即求值问题及定积分在几何、物理中的应用。
【关键词】定积分 求值 应用
定积分是高考新增内容,《2011年高考数学大纲(理)》要求了解定积分的实际背景,了解定积分的基本思想,了解定积分的概念,了解定积分基本定理的含义。均为了解内容,也就是要求对所列的知识含义有初步的、感性的认识,知道这一知识内容是什么,能按照一定的程序和步骤照样模仿,并能(会)在有关的问题中识别和认识它。基于如上要求,以下介绍有关定积分的三种题型。
一、求定积分的值
求定积分的值是高考的一个热点题目,有三类求法,其中定义法求定积分运算较为繁复,不适于求值,在这里我们只介绍其他两种求法。
1.运用微积分基本定理求值。
例1:计算(1-)dx
解:(1-)dx=(-x)dx=(-x2)=-
点评:此类方法属于定积分运算的基础方法。
2.用定积分的几何意义求值。
定积分f(x)dx的几何意义即为曲线f(x)与轴x=a,x=b所围面积的代数和,x轴上方为正,x轴下方为负。
例2:计算dx
分析:dx表示由直线x=0,x=1,y=与x轴所围成的几何图形的面积。
解:由定积分的几何意义可得所求定积分是如上图形中阴影部分的面积。
即dx=•π•12=
二、定积分在几何中的应用
定积分在几何中的应用主要是求曲变形的面积。其中包括无需分割图形的求面积问题和需要分割图形的求面积问题。
1.不分割图形求面积。
例3:求曲线y=x2与直线y=2x所围成的几何图形面积。
解:由y=x2y=2x,得x=0y=0或x=2y=4
即两交点坐标分别为(0,0)与(2,4)
则面积S=(2x-x2)dx=(x2-x3)=
2.分割图形求面积和。
例4:求曲線y=x2及直线y=-x+2与x轴所围成的几何图形的面积。
解:由y=x2y=-x+2得x=1y=1
另由y=0y=-x+2得x=2y=0
即直线y=-x+2与曲线y=x2交于点(1,1),与x轴交于点(2,0).
面积为S=(x2-0)dx+[(-x+2)-0]dx=
点评:求面积问题首先要画简图,明确图象的左右边界从x=a到x=b,及观察上下边界,若上下的边界分别只由一段平滑的曲线y=f(x)与y=g(x)决定,则面积S=[f(x)-g(x)]dx;若上下边界由两段或两段以上的平滑曲线决定,则将图形分割成两部分或两部分以上的图形分别求面积后作和。
三、定积分在物理中的应用
1.变速直线运动的路程问题。
例5:一物体沿直线以速度v=2t-1作变速直线运动,求该物体从时刻t=0到t=5间运动的路程。
解:路程S=(1-2t)dt+(2t-1)dt=(t-t2)+(t2-t)=[-()2]+(25-5)-[()2-]=
点评:一是注意在指定的时间段内速度是否有正负的变化,二是注意所求是路程与位移的不同。
2.变力做功问题。
例6:如果1N的力能将弹簧拉长1cm,为将弹簧拉长5cm,所做的功为多少?
解:由题意F(x)=100x
由变力做功公式,得到W=100xdx=50x2=0.125(J)
答:弹力做功0.125J.
(黑龙江大庆市大庆中学;163000)
【关键词】定积分 求值 应用
定积分是高考新增内容,《2011年高考数学大纲(理)》要求了解定积分的实际背景,了解定积分的基本思想,了解定积分的概念,了解定积分基本定理的含义。均为了解内容,也就是要求对所列的知识含义有初步的、感性的认识,知道这一知识内容是什么,能按照一定的程序和步骤照样模仿,并能(会)在有关的问题中识别和认识它。基于如上要求,以下介绍有关定积分的三种题型。
一、求定积分的值
求定积分的值是高考的一个热点题目,有三类求法,其中定义法求定积分运算较为繁复,不适于求值,在这里我们只介绍其他两种求法。
1.运用微积分基本定理求值。
例1:计算(1-)dx
解:(1-)dx=(-x)dx=(-x2)=-
点评:此类方法属于定积分运算的基础方法。
2.用定积分的几何意义求值。
定积分f(x)dx的几何意义即为曲线f(x)与轴x=a,x=b所围面积的代数和,x轴上方为正,x轴下方为负。
例2:计算dx
分析:dx表示由直线x=0,x=1,y=与x轴所围成的几何图形的面积。
解:由定积分的几何意义可得所求定积分是如上图形中阴影部分的面积。
即dx=•π•12=
二、定积分在几何中的应用
定积分在几何中的应用主要是求曲变形的面积。其中包括无需分割图形的求面积问题和需要分割图形的求面积问题。
1.不分割图形求面积。
例3:求曲线y=x2与直线y=2x所围成的几何图形面积。
解:由y=x2y=2x,得x=0y=0或x=2y=4
即两交点坐标分别为(0,0)与(2,4)
则面积S=(2x-x2)dx=(x2-x3)=
2.分割图形求面积和。
例4:求曲線y=x2及直线y=-x+2与x轴所围成的几何图形的面积。
解:由y=x2y=-x+2得x=1y=1
另由y=0y=-x+2得x=2y=0
即直线y=-x+2与曲线y=x2交于点(1,1),与x轴交于点(2,0).
面积为S=(x2-0)dx+[(-x+2)-0]dx=
点评:求面积问题首先要画简图,明确图象的左右边界从x=a到x=b,及观察上下边界,若上下的边界分别只由一段平滑的曲线y=f(x)与y=g(x)决定,则面积S=[f(x)-g(x)]dx;若上下边界由两段或两段以上的平滑曲线决定,则将图形分割成两部分或两部分以上的图形分别求面积后作和。
三、定积分在物理中的应用
1.变速直线运动的路程问题。
例5:一物体沿直线以速度v=2t-1作变速直线运动,求该物体从时刻t=0到t=5间运动的路程。
解:路程S=(1-2t)dt+(2t-1)dt=(t-t2)+(t2-t)=[-()2]+(25-5)-[()2-]=
点评:一是注意在指定的时间段内速度是否有正负的变化,二是注意所求是路程与位移的不同。
2.变力做功问题。
例6:如果1N的力能将弹簧拉长1cm,为将弹簧拉长5cm,所做的功为多少?
解:由题意F(x)=100x
由变力做功公式,得到W=100xdx=50x2=0.125(J)
答:弹力做功0.125J.
(黑龙江大庆市大庆中学;163000)