2.2. Интегральное исчисление функции одной действительной |
||||||||||||||
переменной. Определенный интеграл |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
§27. Задача о площади криволинейной трапеции |
|
|||||||||||||
Пусть |
задана |
непрерывная |
|
на |
|
отрезке |
[a,b] |
функция |
||||||
y = f (x) ≥ 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача: найти площадь криволинейной трапеции ST , то есть |
||||||||||||||
площадь плоской фигуры T , ограниченной кривой y = f (x) |
и прямы- |
|||||||||||||
ми y = 0; x = a ; x = b (рис. 19). |
|
|
|
|
|
|
|
И |
||||||
|
|
|
|
|
|
y = f (x) |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
T |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
a |
|
|
|
b |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Рис. 19 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Решение. |
|
|
отрезок |
|
[a, b] |
|
произвольно |
точками |
||||||
a = x0 < x1 < x2 < ... < xk−1 < xk < ... < xn |
|
Д |
|
|||||||||||
= b . |
Обозначим ∆xk = xk − xk−1 – |
|||||||||||||
длины получившихся отрезков, |
k =1, 2, ..., n . |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
||||||
f |
~ |
Разобьем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
(xk ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
f |
~ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
(x1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
С |
a = x |
~ |
~ |
x |
− |
~ |
|
|
x |
~ |
b = x |
|
||
x x |
x x |
x x |
x |
|
||||||||||
0 |
1 1 |
2 2 |
k |
1 |
k |
k |
|
n−1 |
n |
n |
|
|||
|
|
|
Рис. 20 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
208 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
§28. Определение определенного интеграла и его |
|||||||||||||||
геометрический смысл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Пусть функция |
y = f (x) |
определена и непрерывна на отрезке |
|||||||||||||
[a,b]. Аналогично тому, как это сделано в предыдущем параграфе, со- |
|||||||||||||||
ставим сумму |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Sn |
|
n |
~ |
|
|
|
|
|
|
|
|
(52) |
|
|
|
= ∑ f (xk )∆xk . |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
k=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Будем называть Sn (52) |
интегральной суммой. |
на [a,b] назы- |
|||||||||||||
Определённым интегралом от функции |
y = f (x) |
||||||||||||||
вается число, равное пределу |
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
||||||
|
|
|
|
lim |
n |
|
~ |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
∑ f (xk )∆xk . |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
n→∞ |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
{∆x |
→0}k=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
∫ |
|
Это число |
|
|
|
символом |
∫ f (x)dx |
|
или |
f (x)dx. При |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
[a,b |
] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|||||
этом b – верхний предел, a – нижний предел интегрирования. |
|||||||||||||||
Итак, значение определенного интеграла по определению равно |
|||||||||||||||
|
|
b |
f (x)dx |
= |
lim |
n |
~ |
)∆x |
|
. |
|
(53) |
|||
|
|
∫ |
∑ f (x |
k |
|
||||||||||
|
|
|
Аk |
|
|
|
|
||||||||
|
|
a |
|
|
|
|
n→∞ |
k=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
{∆xk |
→0} |
|
|
|
|
|
|
|
|
Геометр ческ й смысл определенного интеграла |
|||||||||||||||
|
обозначается |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
и |
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
y = f (x) |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
0 |
a |
|
|
b |
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 23 |
|
|
|
|
|
b |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Если f (x) ≥ 0 на [a,b], то определенный интеграл ∫ f (x)dx ра- |
|||||||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
вен площади криволинейной трапеции ST |
(рис. 23). |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
210 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|