李宇軒
摘要:定積分常被用于求解曲邊梯形的面積,但是常與面積同時稱道的周長應該如何求解呢?本文通過定積分求解面積中無限細分的思想,對周長中的曲邊運用同樣的思維方式,進行無限細分,計算出每一小段的長度,再對曲線長度積分,從而得出曲邊梯形的周長公式。
關鍵詞:定積分;曲邊梯形;周長
一、前言
定積分可以用來計算平面直角坐標系Oxy中,由曲線y=f(x)與直線x=a,x=b以及x軸圍成的曲邊梯形的面積值(一個確定的實數(shù)值)。而對于平面直角坐標系中的曲線來說,其圍成的曲邊梯形的周長和面積都值得研究與思考。本文將研究利用定積分來求解曲邊梯形周長的方法。
二、定積分
1、定積分的數(shù)學定義。如果函數(shù)f(x)在區(qū)間[a,b]上連續(xù),用分點xi將區(qū)間[a,b]分為n個小區(qū)間,在每個小區(qū)間[xi-1,xi]上任取一點ζi(i=1,2,3,…,n),作和式f(ζi)+…+(ζn),當n趨于無窮大時,上述和式無限趨近于某個常數(shù)A,這個常數(shù)叫做y=f(x)在區(qū)間[a,b]上的定積分,記作
其中,a與b叫做積分下限與積分上限,區(qū)間[a,b]叫做積分區(qū)間,函數(shù)f(x)叫做被積函數(shù),x叫做積分變量,f(x)dx叫做被積式.
2、定積分的幾何意義。在平面直角坐標系Oxy中,由曲線y=f(x)與直線x=a,x=b以及x軸圍成的曲邊梯形的面積(一種確定的實數(shù)值)被稱為定積分的幾何意義。
三、定積分求曲邊梯形的周長
首先我們整理一下定積分求曲邊梯形面積的方法,然后通過相同的思路對曲邊梯形的周長進行計算。
1、定積分求曲邊梯形面積。
如圖,我們需要計算的是曲邊梯形的面積S。
(2)函數(shù)f(x)定義域為D,[a,b]∈D,且f(x)在[a,b]上是連續(xù)可導函數(shù)。
四、結語
通過定積分求解曲邊梯形面積無限細分的思想,我們同樣地可以去思考求解曲邊體型的周長,得知在平面直角坐標系Oxy中,由曲線y=f(x)與直線x=a,x=b以及軸圍成的曲邊梯形的周長為:
參考文獻
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