定積分第一題,當x為0時被積函式沒意義,怎麼會有面積,怎麼這道題能積

時間 2021-09-08 13:32:04

1樓:笑年

∫(-1->2) (x^2+1/x^4)dx=∫(-1->2) x^2dx +∫(-1->2)dx/x^4=x^3/3 |((-1->2) -1/3x^3 (-1->2)=1/3[2^3-(-1)^3]-1/3[1/2^3 -1/(-1)^3]

=1/3(8+1)-1/3(1/8+1)

=3-1/3 *9/8

=3-3/8

=21/8

2樓:匿名使用者

你自己已經指出了核心問題,這樣的定積分能積嗎? 通常這類問題屬於不合適積分(improper integral)。其中的特徵有二,一是區間為無窮大,二是有不連續(not continuous, no bound),有時甚至一起來。

第一種處理方法多是比較單純的將無窮大設為一變數 t,在將變數取極限即可(limit t->infinite or 0+ 0-)第二種是不連續,你的問題就是1/x^4時在零點時不連續。這類的處理方法就都不一樣,這裡可以用數列(series)的方法處理,有個定理為 integral(1,infinite)(1/x^p) p>1就收斂(convergent),反之就發散(divergent),反過來可推出integral(0,1)(1/x^p) p<1就收斂,反之就發散。

所以,你的問題中的integral(-1,2)(1/^4) 可寫成[integral(-1,0) + integral(0,2)](1/x^4),由上式定理,p=4,這個定積分發散(divergent)。此定積分不存在! (沒有任何數值的)

高數定積分,第一小題,解答說因為被積函式是奇函式,所以答案是0,函式奇偶性和被積函式有什麼關係,為

3樓:手機使用者

sinx在內個區間上定積分是0的。。。偶倍奇零,sinx定積分一正一負加起來就是0了

二重積分和三重積分的區別 都可以算體積嗎

4樓:匿名使用者

都是遞進關係,從一重積分開始,只說幾何意義吧。

一重積分(定積分):只有

乙個自變數y = f(x)

當被積函式為1時,就是直線的長度(自由度較大)

∫(a→b) dx = l(直線長度)

被積函式不為1時,就是圖形的面積(規則)

∫(a→b) f(x) dx = a(平面面積)

另外,定積分也可以求規則的旋轉體體積,分別是

盤旋法(disc method):v = π∫(a→b) f²(x) dx

圓殼法(shell method):v = 2π∫(a→b) xf(x) dx

計算方法有換元積分法,極座標法等,定積分接觸得多,不詳說了

∫(α→β) (1/2)[a(θ)]² dθ = a(極座標下的平面面積)

二重積分:有兩個自變數z = f(x,y)

當被積函式為1時,就是面積(自由度較大)

∫(a→b) ∫(c→d) dxdy = a(平面面積)

當被積函式不為1時,就是圖形的體積(規則)、和旋轉體體積

∫(a→b) ∫(c→d) dxdy = v(旋轉體體積)

計算方法有直角座標法、極座標法、雅可比換元法等

極座標變換:{ x = rcosθ

{ y = rsinθ

{ α ≤ θ ≤ β、最大範圍:0 ≤ θ ≤ 2π

∫(α→β) ∫(h→k) f(rcosθ,rsinθ) r drdθ

三重積分:有三個自變數u = f(x,y,z)

被積函式為1時,就是體積、旋轉體體積(自由度最大)

∫(a→b) ∫(c→d) ∫(e→f) dxdydz = v(旋轉體體積)

當被積函式不為1時,就沒有幾何意義了,有物理意義等

計算方法有直角座標法、柱座標切片法、柱座標投影法、球面座標法、雅可比換元法等

極座標變化(柱座標):{ x = rcosθ

{ y = rsinθ

{ z = z

{ h ≤ r ≤ k

{ α ≤ θ ≤ β、最大範圍:0 ≤ θ ≤ 2π

∫(α→β) ∫(h→k) ∫(z₁→z₂) f(rcosθ,rsinθ,z) r dzdrdθ

極座標變化(球座標):{ x = rsinφcosθ

{ y = rsinφsinθ

{ z = rcosφ

{ h ≤ r ≤ k

{ a ≤ φ ≤ b、最大範圍:0 ≤ φ ≤ π

{ α ≤ θ ≤ β、最大範圍:0 ≤ θ ≤ 2π

∫(α→β) ∫(a→b) ∫(h→k) f(rsinφcosθ,rsinφsinθ,rcosφ) r²sin²φ drdφdθ

所以越上一級,能求得的空間範圍也越自由,越廣泛,但也越複雜,越棘手,而

且限制比上面兩個都少,對空間想象力提高了。

重積分能化為幾次定積分,每個定積分能控制不同的伸展方向。

又比如說,在a ≤ x ≤ b裡由f(x)和g(x)圍成的面積,其中f(x) > g(x)

用定積分求的面積公式是∫(a→b) [f(x) - g(x)] dx

但是公升級的二重積分,面積公式就是∫(a→b) dx ∫(g(x)→f(x)) dx、被積函式變為1了

用不同積分層次計算由z = x² + y²、z = a²圍成的體積?

一重積分(定積分):向zox面投影,得z = x²、令z = a² --> x = ± a、採用圓殼法

v = 2πrh = 2π∫(0→a) xz dx = 2π∫(0→a) x³ dx = 2π • (1/4)[ x⁴ ] |(0→a) = πa⁴/2

二重積分:高為a、將z = x² + y²向xoy面投影得x² + y² = a²

所以就是求∫∫(d) (x² + y²) dxdy、其中d是x² + y² = a²

v = ∫∫(d) (x² + y²) dxdy = ∫(0→2π) dθ ∫(0→a) r³ dr、這步你會發覺步驟跟一重定積分一樣的

= 2π • (1/4)[ r⁴ ] |(0→a) = πa⁴/2

三重積分:旋轉體體積,被積函式是1,直接求可以了

柱座標切片法:dz:x² + y² = z

v = ∫∫∫(ω) dxdydz

= ∫(0→a²) dz ∫∫dz dxdy

= ∫(0→a²) πz dz

= π • [ z²/2 ] |(0→a²)

= πa⁴/2

柱座標投影法:dxy:x² + y² = a²

v = ∫∫∫(ω) dxdydz

= ∫(0→2π) dθ ∫(0→a) r dr ∫(r²→a²) dz

= 2π • ∫(0→a) r • (a² - r²) dr

= 2π • [ a²r²/2 - (1/4)r⁴ ] |(0→a)

= 2π • [ a⁴/2 - (1/4)a⁴ ]

= πa⁴/2

三重積分求體積時能用的方法較多,就是所說的高自由度。

既然都說了這麼多,再說一點吧:

如果再學下去的話,你會發現求(平面)面積、體積 比 求(曲面)面積的公式容易

學完求體積的公式,就會有求曲面的公式

就是「曲線積分」和「曲面積分」,又分「第一類」和「第二類」

當被積函式為1時,第一類曲線積分就是求弧線的長度,對比定積分只能求直線長度

∫(c) ds = l(曲線長度)

被積函式不為1時,就是求以弧線為底線的曲面的面積

∫(c) f(x,y) ds = a(曲面面積)

當被積函式為1時,第一類曲面積分就是求曲面的面積,對比二重積分只能求平面面積

∫∫(σ) ds = a(曲面面積)、自由度比第一類曲線積分大

∫∫(σ) f(x,y,z) ds,物理應用、例如曲面的質量、重心、轉動慣量、流速場流過曲面的流量等

而第二類曲線積分/第二類曲面積分以物理應用為主要,而且是有"方向性"的,涉及向量範圍了。

這兩個比較複雜,概念又深了一層,等你學到再理解吧。

二重積分什麼時候可以直接表示區域面積?是被積函式是1的時候?

5樓:是你找到了我

二重積分被積函式等於1時,可以直接表示區域面積;是被積函式是1的時回候。因為二重積答分的面積微元dxdy就表示積分區域微元的面積,所以被積函式為1時,直接積分就得到總的面積。

二重積分的本質是求曲頂柱體體積。重積分有著廣泛的應用,可以用來計算曲面的面積,平面薄片重心等。平面區域的二重積分可以推廣為在高維空間中的(有向)曲面上進行積分,稱為曲面積分。

當被積函式大於零時,二重積分是柱體的體積;當被積函式小於零時,二重積分是柱體體積負值。

6樓:匿名使用者

是的,二重積分被積函式等於1時,可以直接表示區域面積。

雖然還有其它情況二重積分值也可能會等於區域面積,但這不過是一種計算結果,而不能【直接】表示。

7樓:花開勿敗的雨季

因為二重來積分的面積微自元dxdy就表示積分區bai域微元的面積,那du麼直接積分就得到總的面zhi積dao,所以被積函式即為1.

類似地,一重定積分的微元為座標長度dx,為了求面積,還需要知道矩形微元的高,即f(x),所以定積分求面積的被積函式是f(x)。

8樓:匿名使用者

當積分區域d是平面區域時,∫∫dxdy=d的面積。

9樓:匿名使用者

∫∫ k ds = k ∫∫ ds = ks

10樓:霖鎅

被積函式是1 的話 是f(x,y)=1→z=1 相當於高等於1

定積分的幾何意義為什麼表示面積,為什麼被積函式所圍成的面積等於原函式兩點之差

11樓:老虎二哥

答:從定積分的定義去理解:

它是乙個極限,你看一下這個極限是怎麼來的,就是把你積分的區間分成n份,然後在每個區間內任意取f(x)(看圖,它相當於矩形的寬),然後用這個f(x)乘以這個區間的長度(看圖,它相當於矩形的長,只不過是與該曲線和x軸圍城的面積近似),最後把整個n份(也就是n個矩形的面積)加起來,不就是得到了整個積分區間上的與原曲邊和x軸圍城的面積的近似值,最後就是取極限將n趨向無窮,那麼這樣就表示面積了。

12樓:匿名使用者

因為導數可以看作原函式在每個點的「差」,積分可以看作是求和,所以當你對導函式去積分就相當於把各個點作的「差」又加起來了,最後的結果就是原函式在兩頭的差了。可以用人上樓梯的過程進行模擬。

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