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1、 3.4 微积分基本定理 考纲要求 1了解定积分的实际背景,了解定积分的基本思想,了解定积分的概念 2了解微积分基本定理的含义 1定积分的定义和相关概念(1)如果函数f(x)在区间a,b上连续,用分点ax0 x1xi1xixnb将区间a,b等分成n个小区间,在每个小区间xi1,xi上任取一点i(i1,2,n),作和式_,当n时,上述和式无限接近_,这个_叫做函数f(x)在区间a,b上的定积分,记作_,即baf(x)dx_.(2)在baf(x)dx中,_分别叫做积分下限与积分上限,区间_叫做积分区间,_叫做被积函数,_叫做积分变量,_叫做被积式 2定积分的几何意义(1)当函数f(x)在区间a,b
2、上恒为正时,定积分baf(x)dx的几何意义是由直线xa,xb(ab),y0 和曲线yf(x)所围成的曲边梯形的面积(甲图中阴影部分)(2)一般情况下,定积分baf(x)dx的几何意义是介于x轴、曲线f(x)以及直线xa,xb之间的曲边梯形面积的代数和(乙图中阴影所示),其中在x轴上方的面积等于该区间上的积分值,在x轴下方的面积等于该区间上积分值的相反数 3定积分的性质(1)bakf(x)dx_(k为常数);(2)baf(x)g(x)dx_;(3)baf(x)dx_(其中acb)4微积分基本定理 一般地,如果f(x)是在区间a,b上的连续函数,且F(x)f(x),那么baf(x)dx_.这个结
3、论叫做微积分基本定理,又叫做牛顿莱布尼茨公式 其中F(x)叫做f(x)的一个原函数 为了方便,我们常把F(b)F(a)记作_,即baf(x)dxF(x)|baF(b)F(a)1.421xdx()A2ln 2 B2ln 2 Cln 2 Dln 2 2下列值等于 1 的积分是()A10 xdx B10(x1)dx C101dx D1012dx 3(2013 届山东潍坊四县一校期中联考)已知t0,若t0(2x2)dx8,则t()A1 B2 C2 或 4 D4 4 如图,函数yx22x1与y1相交形成一个闭合图形(图中的阴影部分),则该闭合图形的面积是()A1 B.43 C.3 D2 5根据定积分的几
4、何意义计算定积分:31|x2|dx_.6(2012 山东高考)设a0,若曲线yx与直线xa,y0 所围成封闭图形的面积为a2,则a_.一、利用微积分基本定理计算定积分【例 1】计算下列定积分:(1)31(3x22x1)dx;(2)e1x1x1x2dx;(3)设f(x)x2,x0,1,1x,x1,e,试求e0f(x)dx的值 方法提炼 计算一些简单的定积分,解题的步骤是:(1)把被积函数变形为幂函数、正弦函数、余弦函数、指数函数与常数的积的和或差;(2)把定积分变形为求被积函数为上述函数的定积分;(3)分别用求导公式找到一个相应的原函数;(4)利用微积分基本定理求出各个定积分的值;(5)计算原始
5、定积分的值 提醒:一个函数的导数是唯一的,而导函数的原函数则有无穷多个,这些原函数之间都相差一个常数,在利用微积分基本定理求定积分时,只要找到被积函数的一个原函数即可,并且一般使用不含常数的原函数,这样有利于计算 请做演练巩固提升 2 二、定积分在物理中的应用【例 2】列车以 72 km的前n项和为Sn,且S1030(12x)dx,S2017,则S30为()A15 B20 C25 D30 3设函数f(x)ax2c(a0),若10f(x)dxf(x0),其中1x00,则x0 _.4一物体受到与它运动方向相反的力F(x)110exx的作用,则它从x0 运动到x1 时F(x)所做的功等于_ 5求定积
6、分101x2dx.参考答案 基础梳理自测 知识梳理 1(1)i1nf(i)xi1n banf(i)某个常数 常数 baf(x)dx limni1n banf(i)(2)a与b a,b 函数f(x)x f(x)dx 3(1)kbaf(x)dx(2)baf(x)dx bag(x)dx(3)caf(x)dxbcf(x)dx 4F(b)F(a)F(x)ba 基础自测 1D 解析:421xdxln x42 ln 4ln 2ln 2.2C 解析:101dxx10101.3D 解析:由0t(2x2)dx8,得(x22x)0tt22t8,解得t4 或t2(舍去),选 D.4B 解析:由 yx22x1,y1,得
7、x10,x22.S20(x22x11)dx 20(x22x)dx x33x22083443.5 1 解析:根据定积分的几何意义,所求的定积分就是函数y|x2|的图象、直线x1,x3 和x轴所围成的图形的面积,故S31|x2|dx121112111.649 解析:由题意可得曲线yx与直线xa,y0 所围成封闭图形的面积S0axdx32023ax3223aa2,解得a49.考点探究突破【例 1】解:(1)31(3x22x1)dx(x3x2x)|3124.(2)e1x1x1x2dxe1xdxe11xdxe11x2dx12x2e1ln xe11xe1 12(e21)(ln eln 1)1e11 12e
8、21e32.(3)e0f(x)dx10 x2dxe11xdx 13x310ln xe1 13ln e43.【例 2】解:因列车停在车站时,速度为 0,故应先求出速度的表达式,之后令v0,求出t,再根据v和t应用定积分求出路程 已知列车速度v072 km的前n项和,所以S10,S20S10,S30S20成等差数列,即 12,5,S3017 成等差数列,易得S3015.333 解析:10(ax2c)dx13ax3cx1013acf(x0)ax02c,x0213.又1x00,x033.4e1025 解析:由题意知F(x)所做的功为10110exxdx 110ex12x210e1025.5解:定积分101x2dx的几何意义就是圆x2y21 在第一象限同坐标轴围成的图形的面积,故101x2dx4.