方法 · 积分
求曲线下面积
曲线 、 轴以及直线 、 之间的面积就是定积分 。积分、代入上下限,再相减:。
这个方法的用途
定积分度量的是在选定区间内,被曲线与 轴夹住的那块区域的面积。这个方法把那个几何想法,一块用简单图形算不出来的曲边区域的面积,变成你能用积分精确算出的运算。
在 Add Math 里,这是积分这一章的招牌应用。典型题目给出一条曲线 和两条竖直边界 与 ,要你求由曲线、 轴和这些直线围成的面积。
面积就是定积分 。你对函数积分,代入上限和下限,再相减。
因为它直接建立在多项式积分之上,把幂法则掌握牢固,这个方法就又快又可靠。
何时使用
当题目要求由曲线、 轴和两条竖直线围成的区域的面积,或要求'曲线与 轴在 与 之间所围的面积'时,就用这个方法。已经写好上下限的定积分是同样的信号。
先检查曲线在整个区间上是否都在 轴上方。若是,积分直接给出面积。
若区域有一部分在轴下方,那一段的积分会算出负值,所以要在曲线与轴相交的点把区间分开,取每一块的大小。若区域是由 轴界定的,则对 积分,但这一章最常见的情形,是求在 轴上方曲线下的面积。
分步方法
- 1
认出区域
留意曲线、 轴,以及两个上下限 和 ;画个草图会有帮助。
- 2
列出积分
把面积写成 ,配上正确的上下限。
- 3
积分
用幂法则对 逐项积分;定积分不要加 。
- 4
代入上下限
把上限 和下限 代入积分后的式子。
- 5
相减
计算 。
- 6
写出面积
把答案写成正的面积,并带上平方单位。
例题解析
求由曲线 、 轴,以及直线 与 所围区域的面积。
Show worked solution
曲线 对所有 都在 轴上方,所以面积由定积分直接给出。
逐项积分: 得 , 得 。
代入上限 :。
代入下限 :。
相减:
该区域的面积为 平方单位。
常见错误
- 给定积分加了 。常数在 中会抵消,所以不写。
- 先代下限,或者减反了方向:永远是 。
- 以为不可能出现负答案而忽略符号;在 轴下方的区域会给出负积分,所以要分段并取每块的大小。
- 把上下限代入 ,而不是代入积分后的式子 。
- 忘了单位,面积要用平方单位表示。
一对一教学如何帮助你
悄悄让人丢分的一步是边界:定对上下限,并判断区域是否探到 轴下方。在一对一课堂上,我们的老师会让每道面积题都从一张草图开始,让你在积分前先看清区域,再决定要不要分段。
我们也把方括号记法和 的相减固定成一套流程,粗心的符号错误通常正是在这里溜进来的。因为考卷按步给分,一个列得清楚的积分即使某个数字出错也照样得分。
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预约试课常见问题
为什么定积分能给出面积?
定积分把无穷多条细窄的条形加起来,每条宽 、高 ,位于曲线之下。它们的总和就是曲线与 轴在该区间之间那块区域的面积,这就是为什么当曲线在轴上方时, 等于那块面积。
为什么定积分不加 ?
当你计算 时,常数 在两项里都出现并相互抵消。它对答案没有影响,所以定积分中省略它。
如果曲线有一部分在 轴下方怎么办?
那一段的积分是负的,因为轴下方的带符号面积算作负值。要求真正的面积,就在曲线与轴相交的点把区间分开,分别积分,再把结果的大小相加,把任何负值当作正值处理。
是用 减 ,还是反过来?
永远是上限减下限:。把顺序反过来会改变答案的符号,这是常见又可避免的失误。
来源:SRC-DSKP-EN