【高等數學】一元函數積分及其應用:定積分與反常積分

文章目錄

  • 第一節. 定積分
    • 一. 定積分的概念
      • 1. 定義
      • 2. 定積分存在定理
      • 3. 定積分的幾何意義與求解
    • 二. 定積分的性質
      • 1. 不等式
      • 2. 中值定理
    • 三. 積分上限(為x)函數
      • 1. 積分上限函數定義
      • 2. 積分函數求導
      • 3. 積分函數的奇偶性變化
    • 四. 定積分的計算
  • 第二節. 反常積分
    • 一. 無窮區間上的積分:反常積分
      • 1. 定義
      • 2. 性質一:比較判別
      • 3. 性質二:極限形式
    • 二. 無界函數的反常積分
      • 1. 反常積分之開區間:瑕積分
      • 2. 性質:比較判別法
  • 第三節:幾何應用

第一節. 定積分

一. 定積分的概念

1. 定義

在這里插入圖片描述

  1. 分割,無限分份
  2. 求和:取任意一點
  3. 取極限:極限存在則可積
  1. 定積分表示一個數值,只與積分區間與被積函數有關,
  2. 利用定積分定義求極限
    在這里插入圖片描述

?

2. 定積分存在定理

在這里插入圖片描述

?

3. 定積分的幾何意義與求解

在這里插入圖片描述

?

二. 定積分的性質

1. 不等式

在這里插入圖片描述
?

2. 中值定理

在這里插入圖片描述

?

三. 積分上限(為x)函數

1. 積分上限函數定義

在這里插入圖片描述

  1. fx在區間[a,b]的原函數
  2. 連續函數必有原函數

?

2. 積分函數求導

在這里插入圖片描述
?

3. 積分函數的奇偶性變化

在這里插入圖片描述
?

四. 定積分的計算

公式說明
在這里插入圖片描述直接找原函數
在這里插入圖片描述x換元,積分上下限,以及dx都換元
在這里插入圖片描述根據上節的方法
在這里插入圖片描述利用奇偶性、周期性
在這里插入圖片描述sinx、cosx的積分

?

第二節. 反常積分

一. 無窮區間上的積分:反常積分

1. 定義

在這里插入圖片描述

  1. 反常積分:積分區間是無窮的。
  2. 反常積分的收斂或發散。

?

2. 性質一:比較判別

在這里插入圖片描述

  1. 小的發散則大的一定發散
  2. 大的收斂則小的一定收斂

?

3. 性質二:極限形式

在這里插入圖片描述

  1. 常數說明同斂散性
  2. =0,說明分母比分子斂散性差,但如果分母收斂則分子一定收斂
  3. 無窮則相反,斂散性都差,看斂散性好的,分母發散則分子一定發散。

?

二. 無界函數的反常積分

1. 反常積分之開區間:瑕積分

在這里插入圖片描述

  1. 瑕點:開區間的邊界
  2. 瑕積分的斂散性:積分+極限

?

2. 性質:比較判別法

與無窮區間是類似的
在這里插入圖片描述
?
常用結論
在這里插入圖片描述

?

第三節:幾何應用

1. 平面圖形的面積:

在這里插入圖片描述

  1. 函數減函數
  2. 極坐標:角度

?

2. 旋轉體體積

在這里插入圖片描述

  1. 找到積分元素:都是面積
  2. 找到積分上下限。

?

3. 曲線弧長

在這里插入圖片描述

  1. 常見函數
  2. 參數函數
  3. 極坐標函數

?

4. 旋轉體側面積
在這里插入圖片描述

ing。

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