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方法 · 积分

求曲线下面积

曲线 y=f(x)y=f(x)xx 轴以及直线 x=ax=ax=bx=b 之间的面积就是定积分 abydx\int_{a}^{b}y\,dx。积分、代入上下限,再相减:F(b)F(a)F(b)-F(a)

这个方法的用途

定积分度量的是在选定区间内,被曲线与 xx 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 y=f(x)y=f(x) 和两条竖直边界 x=ax=ax=bx=b,要你求由曲线、xx 轴和这些直线围成的面积。

面积就是定积分 abydx\int_{a}^{b}y\,dx。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、xx 轴和两条竖直线围成的区域的面积,或要求'曲线与 xx 轴在 x=ax=ax=bx=b 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 xx 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 yy 轴界定的,则对 yy 积分,但这一章最常见的情形,是求在 xx 轴上方曲线下的面积。

分步方法

曲线下面积Must memorise
面积=abydx=[F(x)]ab=F(b)F(a)\text{面积}=\int_{a}^{b}y\,dx=\Big[F(x)\Big]_{a}^{b}=F(b)-F(a)
  1. 1

    认出区域

    留意曲线、xx 轴,以及两个上下限 x=ax=ax=bx=b;画个草图会有帮助。

  2. 2

    列出积分

    把面积写成 abydx\int_{a}^{b}y\,dx,配上正确的上下限。

  3. 3

    积分

    用幂法则对 yy 逐项积分;定积分不要加 cc

  4. 4

    代入上下限

    把上限 bb 和下限 aa 代入积分后的式子。

  5. 5

    相减

    计算 F(b)F(a)F(b)-F(a)

  6. 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

Q1[4 marks]

求由曲线 y=x2+2y=x^{2}+2xx 轴,以及直线 x=0x=0x=3x=3 所围区域的面积。

Show worked solution

曲线 y=x2+2y=x^{2}+2 对所有 xx 都在 xx 轴上方,所以面积由定积分直接给出。

面积=03(x2+2)dx\text{面积}=\int_{0}^{3}(x^{2}+2)\,dx

逐项积分:x2x^{2}x33\frac{x^{3}}{3}222x2x

=[x33+2x]03=\left[\frac{x^{3}}{3}+2x\right]_{0}^{3}

代入上限 x=3x=3333+2(3)=273+6=9+6=15\frac{3^{3}}{3}+2(3)=\frac{27}{3}+6=9+6=15

代入下限 x=0x=003+0=0\frac{0}{3}+0=0

相减:

面积=150=15\text{面积}=15-0=15

该区域的面积为 1515 平方单位。

常见错误

  • 给定积分加了 +c+c。常数在 F(b)F(a)F(b)-F(a) 中会抵消,所以不写。
  • 先代下限,或者减反了方向:永远是 F(b)F(a)F(b)-F(a)
  • 以为不可能出现负答案而忽略符号;在 xx 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 yy,而不是代入积分后的式子 F(x)F(x)
  • 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 xx 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 F(b)F(a)F(b)-F(a) 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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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 dxdx、高 yy,位于曲线之下。它们的总和就是曲线与 xx 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,abydx\int_{a}^{b}y\,dx 等于那块面积。

为什么定积分不加 +c+c

当你计算 F(b)F(a)F(b)-F(a) 时,常数 cc 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 xx 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 F(b)F(b)F(a)F(a),还是反过来?

永远是上限减下限:F(b)F(a)F(b)-F(a)。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

作者 spmaddmath.com.my 编辑团队.· 最后更新 5 September 2026

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