§1.5.3定积分的概念教案
一、教学目标
⒈通过求曲边梯形的面积和变速直线运动的路程,了解定积分的背景;
⒉借助于几何直观定积分的基本思想,了解定积分的概念,能用定积分法求简单的定积分.
3.理解掌握定积分的几何意义;
二、教学重难点
重点:定积分的概念、定积分法求简单的定积分、定积分的几何意义 难点:定积分的概念、定积分的几何意义
三、教学过程:
(一)、预习导学
1. 回忆前面曲边图形面积,变速运动的路程,变力做功等问题的解决方法,解决步骤:
分割→以直代曲→求和→取极限(逼近 2.对这四个步骤再以分析、理解、归纳,找出共同点 . (二)、问题引领,知识探究 1.定积分的概念 一般地,设函数f(x)在区间[a,b]上连续,用分点
a?x0?x1?x2??xi?1?xi??xn?b
将区间[a,b]等分成n个小区间,每个小区间长度为?x(?x?b?a),在每个小区间nn?xi?1,xi?上取一点?i?i?1,2,,n?,作和式:Sn??f(?i)?x??i?1i?1nb?af(?i) n如果?x无限接近于0(亦即n???)时,上述和式Sn无限趋近于常数S,那么称该常数
S为函数f(x)在区间[a,b]上的定积分。记为:S??baf(x)dx
其中f(x)成为被积函数,x叫做积分变量,[a,b]为积分区间,b积分上限,a积分下限。 说明:(1)定积分
?baf(x)dx是一个常数,即Sn无限趋近的常数S(n???时)称为
?baf(x)dx,而不是Sn.
(2)用定义求定积分的一般方法是:①分割:n等分区间?a,b?;②近似代替:取点
nbb?ab?af(?i);④取极限:?f(x)dx?lim?f??i? ?i??xi?1,xi?;③求和:?an??nni?1i?1n 1
(3)曲边图形面积:S?b?baf?x?dx;变速运动路程S??v(t)dt;
t1t2变力做功 W??F(r)dr
a2.定积分的几何意义
说明:一般情况下,定积分
?baf(x)dx的几何意义是介于x轴、函数f(x)的图形以及直线
x?a,x?b之间各部分面积的代数和,在x轴上方的面积取正号,在x轴下方的面积去负
号.(可以先不给学生讲).
分析:一般的,设被积函数y?f(x),若y?f(x)在[a,b]上可取负值。 考察和式f?x1??x?f?x2??x?不妨设f(xi),f(xi?1),于是和式即为
?f(xi)?x??f?xn??x
,f(xn)?0
f?x1??x?f?x2??x?ba?f(xi?1)?x?{[?f(xi)?x]??[?f?xn??x]}
??f(x)dx?阴影A的面积—阴影B的面积(即x轴上方面积减x轴下方的面积)
2.定积分的性质
根据定积分的定义,不难得出定积分的如下性质:
性质1 性质2 性质3
?1dx?b?a
ab?bbabkf(x)dx?k?f(x)dx (其中k是不为0的常数) (定积分的线性性质)
ab?aa[f1(x)?f2(x)]dx??f1(x)dx??f2(x)dx (定积分的线性性质)
aabbcb性质4
?f(x)dx??f(x)dx??f(x)dxac(其中a?c?b)
(定积分对积分区间的可加性)
说明:①推广: ②推广:
?ba[f1(x)?f2(x)?c1a?fm(x)]dx??f1(x)dx??f2(x)dx?aabb??fm(x)
ab?baf(x)dx??f(x)dx??f(x)dx?c1c2??f(x)dx
ckb2
③性质解释:
y性质4 性质1 y=1MOaPyACBOabxNbx
四.典例分析 例1.计算定积分
S曲边梯形AMNB?S曲边梯形AMPC?S曲边梯形CPNB?21(x?1)dx
分析:所求定积分即为如图阴影部分面积,面积为即:
5。 2y ?21(x?1)dx?5 2思考:若改为计算定积分
?2?2(x?1)dx呢?
改变了积分上、下限,被积函数在[?2,2]上出现了负值如何解决呢?(后面解决的问题) 五、目标检测 计算下列定积分 1.2.
o 1 2 x ?50(2x?4)dx ?(2x?4)dx?9?4?5
05?1?1111xdx ?xdx??1?1??1?1?1
?122六、教学反思:
3
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