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2022年高中數學北師大版選修2-2第4章 拓展資料:微積分基本定理運用的幾點注意
用微積分基本定理求定積分,關鍵是找到滿足F’(x)=f(x)的函數F(x),即找到被積函數的原函數,利用求導運算與求原函數運算是互為逆運算的關系,運用基本初等函數求導公式和導數的四則運算法則,從反方向上求出F(x)。但在求原函數時會遇到困難或計算復雜,下面介紹幾種簡化求解的方法,供參考。
一、先化簡,再積分。
例1 計算dx
解析:==(+2x-lnx)|=-ln2
點評:若被積函數f(x)比較復雜時,應先進行化簡,以方便找到被積函數的原函數,再用基本定理求積分。
二、先分段,再積分。
例2
2、 計算(|x+1|+|1-x|)dx
解析:由于y=|x+1|+|1-x|=
∴原式=++=(-x2)|+(2x)|+(x2)|=20
點評:這類積分不能直接求解,需要變換被積函數,去掉被積函數的絕對值,應用定積分的可加性,對積分區(qū)間分類討論。
三、抓住幾何意義
例3 計算dx
分析:若直接求被積函數y=的原函數比較困難,但由定積分的幾何意義知,本題中即求半個單位的面積,故而dx=π
點評:充分挖掘被積函數的幾何事實,正確理解定積分的幾何意義,也是解決定積分問題的重要手段之一。
四、換元轉化
例4 計算
解析:由于d(sinx)=cosxdx,故而令sinx=t,當x
3、:0→時,t:0→1,則=(t+1)dt=(t2+t)|=。
-2
4
點評:通過換元轉化,可將復雜的定積分問題轉化簡單熟悉的問題,達到簡化、優(yōu)化解題的目的。
五、改變積分變量
例5 求拋物線y2=2x與直線y=x-4圍成的平面圖形的面積。
解析:解由y2=2x及y=x-4聯(lián)立所得的方程組得兩曲線的交點為(2,-2)、(8,4),若取橫坐標x為積分變量,則應對圖中陰影部分進行分割,變?yōu)閮刹糠置娣e之和,S=2+=……=18.若以y為積分變量,則圖中陰影部分的面積可根據積分公式求得,即S==(+4y-y3)|=18
點評:由此可見,在求平面圖形面積時,要注意選擇適當的積分變量,使計算簡便。