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方法 · 积分

如何计算定积分

计算 abf(x)dx\int_{a}^{b} f(x)\,dx 时,先把 f(x)f(x) 积分得到 F(x)F(x),再代入上下限相减:abf(x)dx=[F(x)]ab=F(b)F(a)\int_{a}^{b} f(x)\,dx = \big[F(x)\big]_{a}^{b} = F(b)-F(a)。不需要积分常数。

这个方法的用途

定积分在积分号上带有两个限,算出来是一个数值,而不是一个函数。不定积分问的是“哪个函数求导后得到它?”

,定积分问的则是“在 x=ax=ax=bx=b 之间,确切的值是多少?” 这个值就是该区间内曲线与 xx 轴之间的有向面积。

在 Add Math 里,你用它来求曲线下的面积、旋转体的体积,以及由变化率求某量的总变化。

让它成立的规则是微积分基本定理:先积分得到 F(x)F(x),再算上限与下限之间的差。

基本定理
abf(x)dx=[F(x)]ab=F(b)F(a)\int_{a}^{b} f(x)\,dx = \big[F(x)\big]_{a}^{b} = F(b) - F(a)
幂法则
xndx=xn+1n+1+c,n1\int x^{n}\,dx = \frac{x^{n+1}}{n+1} + c,\quad n \neq -1

什么时候用

当积分号带有下限和上限时,或当题目要从积分中求出一个数值时,“计算”“求面积”“求…的确切值”,就用这个方法。若没有限,那是不定积分,就必须保留 +c+c

信号就是积分号上的那对数:ab\int_{a}^{b}。一看到它们,就规划好三个动作,积分、代入两个限、相减。

由于答案是一个数,你可以也应当检查它是否合理:面积通常为正,而一个简单多项式在短区间上的定积分应当得出一个整齐的值。由于 Add Math 采用分析式给分,写出积分后的表达式和代入限,即使最后的算术出错,仍能拿到方法分。

解题步骤

  1. 1

    把函数积分

    xndx=xn+1n+1+c\int x^{n}\,dx=\frac{x^{n+1}}{n+1}+c 逐项积分 f(x)f(x)。定积分不需要 +c+c;它在相减时会抵消。

  2. 2

    写出带限的方括号

    把结果放进方括号,并标上下限,写成 [F(x)]ab\big[F(x)\big]_{a}^{b}

  3. 3

    代入上限

    xx 换成上面的值 bb,得到 F(b)F(b)

  4. 4

    代入下限

    xx 换成下面的值 aa,得到 F(a)F(a)

  5. 5

    相减

    计算 F(b)F(a)F(b)-F(a),保留括号,让为负的 F(a)F(a) 变成加。

  6. 6

    化简

    把算术算成一个确切的数值,若情境需要就写出单位。

例题解析

Q1[3 marks]

计算 12(4x36x)dx\displaystyle\int_{1}^{2} \left(4x^{3}-6x\right)\,dx

Show worked solution

逐项积分。用幂法则,4x3dx=4x44=x4\int 4x^{3}\,dx = 4\cdot\frac{x^{4}}{4}=x^{4}6xdx=6x22=3x2\int 6x\,dx = 6\cdot\frac{x^{2}}{2}=3x^{2}

12(4x36x)dx=[x43x2]12\int_{1}^{2}\left(4x^{3}-6x\right)\,dx = \Big[\,x^{4}-3x^{2}\,\Big]_{1}^{2}

代入上限 x=2x=2

F(2)=(2)43(2)2=1612=4F(2) = (2)^{4}-3(2)^{2} = 16 - 12 = 4

代入下限 x=1x=1

F(1)=(1)43(1)2=13=2F(1) = (1)^{4}-3(1)^{2} = 1 - 3 = -2

相减,留意为负的下限值:

F(2)F(1)=4(2)=4+2=6F(2)-F(1) = 4 - (-2) = 4 + 2 = 6

所以 12(4x36x)dx=6\displaystyle\int_{1}^{2}\left(4x^{3}-6x\right)\,dx = 6。注意积分常数从未写出,因为它会同时出现在 F(2)F(2)F(1)F(1) 中,相减时抵消。

常见错误

  • 给定积分加 +c+c,它总会抵消,所以不应出现在最后一行。
  • 相减方向弄反;规则是 F(b)F(a)F(b)-F(a),上限减下限。
  • F(b)F(a)F(b)-F(a) 里漏掉括号,使为负的 F(a)F(a) 以错误的符号被减,这里 4(2)4-(-2)66,不是 22
  • 把积分做成了求导;幂应升高一次,而不是降低。
  • 先代入限再积分,把两个运算混在一起。

老师如何帮助你

我们见到代价最大的失误,就是相减那一行的符号错误,学生写成 424-2 而不是 4(2)4-(-2),在一份本来完美的解答的最后一步丢了分。在一对一的课堂上,我们的老师让你每一次都在 F(a)F(a) 外面保留括号,并在相减前先把“上限减下限”说出口,让这个习惯在考试的压力下也能护住你。

我们也会检查你不会把一个多余的 +c+c 带进定积分。spmaddmath.com.my 的每一位老师,都经验丰富。

课程在线上进行,以英语授课,按你掌握这个方法的快慢来安排节奏。

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常见问题

为什么定积分里不需要积分常数?

因为它会抵消。若保留它,你会得到 (F(b)+c)(F(a)+c)(F(b)+c)-(F(a)+c),两个 cc 相减为零。

所以计算定积分时,你可以直接积分,完全不必写 +c+c

如果定积分算出来是负的,意味着什么?

定积分给出的是有向面积。负值表示曲线在该区间落在 xx 轴下方。

如果题目要的是曲线落到轴下方处的实际面积,就把区间分开,并对每一段取绝对值。

上下限的顺序有影响吗?

有。交换上下限会改变符号:abf(x)dx=baf(x)dx\int_{a}^{b} f(x)\,dx = -\int_{b}^{a} f(x)\,dx

始终把上限放在上面,按 F(b)F(a)F(b)-F(a)、上限减下限来算。

定积分在 SPM 里怎么给分?

按分析式给分,所以积分后的表达式和代入两个限各自都有方法分。即使你在最后相减时算错,写出 [F(x)]ab\big[F(x)\big]_{a}^{b} 并正确代入,仍能拿到分。

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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