定积分在几何上的应用

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定积分的元素法

目录

定积分的元素法

 平面图形的面积问题:

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 极坐标方程

 例题:

旋转体的体积:

 平面曲线的弧长:

 弧长的三个公式:

 例题:


 文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-791444.html

积分的几何应用的实例,算法,线性代数

 例如:

积分的几何应用的实例,算法,线性代数

 步骤1:我们先把区间a,b分成n个区间

步骤2:我们在一个区间中设置一点ξ点,用这一点的函数值代替区间内部所有的函数值,让函数值×这一点的区间长度

步骤3:我们把这n个区间的面积全部加起来表示曲边梯形面积的近似值。

步骤4:我们求出当d趋近于0时,面积的近似值的极限,d表示区间长度的最大值,当最大值趋近于0时,表示近似值无限接近于真实值。

这个极限就是我们求的曲边梯形面积的准确值。

我们如何求一个区间的面积呢?

如图:

积分的几何应用的实例,算法,线性代数

这种方法就叫做定积分的元素法。

 平面图形的面积问题:

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 积分的几何应用的实例,算法,线性代数

 如图所示,我们要求阴影部分的面积

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 我们进行求解:

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 我们也可以尝试在y轴进行积分:

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在y轴进行积分时:

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 极坐标方程

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 我们先引出极坐标方程的一般规律

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我们如何求围成图形的面积呢?

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 所以极坐标围成图形的面积公式:

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 例题:

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旋转体的体积:

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 例如:求如图所示的曲边梯形绕x轴旋转一周形成的旋转体的体积

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 所以绕x轴旋转的体积公式是:

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 假如我们要把这个图像绕y轴进行旋转呢?

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 我们转出的就是一个圆筒,我们要求圆筒的体积可以把圆筒展开成为一个长方体。

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 我们直接带入公式:

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 所以平行截面积为已知的立体的体积公式为

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 对于旋转体绕x轴y轴形成的体积问题,也可以使用这种方法解决:

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 例如该图像绕x轴旋转形成的面积。

截面的面积是一个圆。

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 平面曲线的弧长:

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 我们首先把弧分成n个小区间,在这n个小区间中,用直线来代替曲线。

然后把这些曲线加起来求出来的就是弧长的近似值,我们再使用极限,入代表的含义是这n个区间中长度的最大值,当最大值都趋近于0,这个过程代表无限,通过无限过程把曲线的问题转换为直线。

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 我们要注意,dx在这里并不能够代表曲线,我们可以 通过三角函数更具体的表示出曲线的长度。

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再进行积分,所以我们要求作的弧长公式为:

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 弧长的三个公式:

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 例题:

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