1、我们学过正方形、长方形、三角形和梯形等平面“直边图形”的面积;物理中,我们知道匀速直线运动的时间、速度与路程的关系等等。在数学和物理中,我们还经常会遇到计算平面曲线所围成的平面 “曲边图形”的面积、变速直线运到物体位移、变力做功的问题。如何解决这些问题呢?现有知识无法解决,为此我们需要另寻方法。接下来我们要学习的定积分,就可以帮助我们解决这些问题。引入xoy图中阴影部分是由曲线段和直线段围成的,这样的平面图形称为曲边梯形,如何求这个面积呢?我们曾经用正多边形逼近圆的方法(即“以直带曲”的思想)求出了圆的面积,能否也能用直边形(如矩形)来逼近曲边梯形的方法求阴影部分面积呢?ab曲边梯形定义分析(
2、1)曲边梯形是由曲线段和直线段所围成的平面图形;(2)曲边梯形与“直边图形”主要区别在于前者有一边是曲线段而“直边图形”的所有边都是直线段。对曲边梯形概念的理解:曲边梯形定义:我们把由直线 x=a,x=b(a b),y=0和曲线 y=f(x)所围成的图形叫做曲边梯形。返回将区间0,1平均分成许多小区间,把曲边梯形拆分成一些小曲边梯形。对每个小曲边梯形“以直代曲”,即用矩形面积近似代替小曲边梯形的面积,得到每个小曲边梯形的面积,对这些近似值求和,就得到曲边梯形面积的近似值。可以想象,区间拆分的越细,近似程度就越好,亦即:用化归为计算矩形面积和逼近思想来求曲边梯形的面积。可通过以下几个步骤具体实施
3、:(1)分割;(2)近似代替(过剩和不足估计值);(3)逼近。问题1 图中阴影部分由抛物线,直线及 x 轴围成的平面图形,试估计这个曲边梯形的面积 S。xoy1分析问题2 司机猛踩刹车,汽车滑行 5s 后停下,此过程中汽车的速度 v 是时间 t 的函数:请估计汽车在刹车过程中滑行的距离 s。分析概括前面,我们通过“以直代曲”的逼近方法解决了求曲边梯形的面积的问题,它们的步骤:分割区间过剩估计值不足估计值逼近所求面积所分区间长度 0估计值所求值试估计由,y=0,x=2 所围成的曲边梯形的面积。xyo2动手做一做 曲边梯形的定义:分割区间过剩估计值不足估计值逼近所求面积 求曲边梯形面积的步骤:我们
4、把由直线 x=a,x=b(a b),y=0和曲线 y=f(x)所围成的图形叫做曲边梯形。小结结束xoy1(1)将区间0,1平均分成 5 份,如图所示。图(1)中,所有小矩形面积之和显然大于所求曲边梯形的面积,我们称为 S 的过剩估计值,则有xoy1(2)图(2)中,所有小矩形面积之和显然小于所求曲边梯形的面积,我们称为 S 的不足估计值,则有xoy1(3)我们可以用或近似表示 S,但是都存在误差,二者之差为,但是无论是用还是来表示曲边梯形的面积,误差都不会超过0.2,如图(3)所示。xoy1(4)为减小误差,我们将区间0,1 10等分,则所求面积的过剩估计值为不足估计值为二者的差值为,此时,无论用还是来表示 S,误差都不超过 0.1。区间分的越细,误差越小。当所分隔的区间长度趋于 0,过剩估计值和不足估计值都趋于曲边梯形面积。问题2分析:此时误差不超过:将滑行的 5s 平分成 5 份。用,近似代替汽车在01、12、23、34、45s内的平均速度,则滑行距离的过剩估计值为:用,近似代替汽车在01、12、23、34、45s内的平均速度,则滑行距离的不足估计值为:若将 5 秒平分成10份,则得到过剩估计值为:不足估计值为:此时,误差都不超过滑行时间等分的越细,误差越小。当所分隔的小时间段长度趋于0,则过剩估计值和不足估计值都趋于汽车滑行路程。概括