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1、
走出定積分運用的誤區(qū)
通過定積分與微積分基本定理部分知識的學(xué)習(xí),初步了解定積分的概念,為以后進一步學(xué)習(xí)微積分打下基礎(chǔ).同時體會微積分的產(chǎn)生對人類文化發(fā)展的意義和價值,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神.在實際解題中,由于這部分知識的特殊性,經(jīng)常會由于種種原因出現(xiàn)一些錯誤,下面結(jié)合實際加以剖析.
1.公式應(yīng)用出錯
微積分基本定理為:一般地,如果是區(qū)間[a,b]上的連續(xù)函數(shù),并且=,那么=.
例1.計算.
錯解:==
=++=+-=-.
錯解剖析:錯誤的原因在于對微積分基本定理記憶不準(zhǔn),定理的條件與對應(yīng)的公式不清而導(dǎo)致錯誤.根據(jù)微積分基本定理,相應(yīng)的公式是==,而不是=.
正解:
2、==
=++=+-=.
評注:利用微積分基本定理來計算時通常是把求原函數(shù)與計算原函數(shù)值的差用一串等式表示出來.注意,把積分上、下限代入原函數(shù)求差時,要按步驟進行,以免發(fā)生符號錯誤.
2.幾何意義出錯
我們知道,當(dāng)函數(shù)在區(qū)間[a,b]上恒為正時,定積分的幾何意義是以曲線為曲邊的曲邊梯形的面積.在一般情況下,定積分的幾何意義是介于x軸,函數(shù)的圖象以及直線x=a,x=b之間各部分面積的代數(shù)和.
例2.如圖,函數(shù)在區(qū)間[a,b]上,則陰影部分的面積S為( )
- 1 - / 3
A. B.-
C.―― D.―+
3、錯解:選擇答案:A或B或C.
錯解剖析:錯誤的原因在于對微積分的幾何意義不理解或理解得不夠透徹而導(dǎo)致出錯.根據(jù)微積分的幾何意義,若,則在[a,b]上的陰影面積S=;若,則在[a,b]上的陰影面積S=-.
正解:如圖所示,在[a,c]上,;在[c,b]上,;
所以函數(shù)在區(qū)間[a,b]上的陰影部分的面積S=―+,
故選擇答案:D.
評注:在實際求解曲邊梯形的面積時要注意在x軸上方的面積取正號,在x軸下方的面積取負(fù)號.各部分面積的代數(shù)和即為:x軸上方的面積減去x軸下方的面積.
3.實際應(yīng)用出錯
利用定積分可以用來解決平面幾何中的面積問題.其實,除幾何方面外,定積分在工程物理等方面的應(yīng)用
4、也極其廣泛,可以用來處理變速直線運動的路程和速度問題,也可以用來解決變力的作功問題等.
例3.模擬火箭自靜止開始豎直向上發(fā)射,設(shè)起動時即有最大加速度,以此時為起點,加速度滿足,求火箭前內(nèi)的位移.
錯解:由題設(shè)知,
====,
即火箭前內(nèi)的位移為.
錯解剖析:錯誤的原因在于對實際應(yīng)用中的相關(guān)問題理解不夠透徹,關(guān)系混淆.一般地,變速直線運動的路程問題的一般解法:作變速直線運動的物體所經(jīng)過的路程s,等于其速度函數(shù)v=v(t)(v(t)0)在時間區(qū)間[a,b]上的定積分,即s=.而一般地,變速直線運動的速度問題的一般解法:作變速直線運動的物體所具有的速度v,等于其加速度函數(shù)a=a(t)在時間區(qū)間[a,b]上的定積分,即v=.
正解:由題設(shè)知,,,,
所以=,
那么===,
即火箭前內(nèi)的位移為.
評注:先通過定積分求解變速直線運動的物體所具有的速度函數(shù)v(t),再根據(jù)已求的速度函數(shù),通過定積分求解在對應(yīng)時間的位移.
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