积分

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  积分英文:integral),从不同的问题抽象出来的两个数学概念。定积分不定积分的统称。不定积分是为解决求导和微分的逆运算而提出的。例如:已知定义在区间I上的函数f(x),求一条曲线y=F(x),x∈I,使得它在每一点的切线斜率为F′(x)=f(x)。函数f(x)的不定积分是f(x)的全体原函数,记作积分1.jpg。如果F(x)是f(x)的一个原函数,则积分2.jpg,其中C为任意常数。例如,积分3.jpg

  定积分是以平面图形的面积问题引出的。如右上图,y=f(x)为定义在[a,b]上的函数,为求由x=a,x=b,y=0和y=f(x)所围图形的面积S,采用古希腊人的穷竭法,先在小范围内以直代曲,求出S的近似值,再取极限得到所求面积S,为此,先将[a,b]分成n等分:a=x0<x1<…<xn=b,取ζi∈[xi-1,xi],记Δxi=xi-xi-1积分4.jpg,则pn为S的近似值,当n→+∞时,pn的极限应可作为面积S。把这一类问题的思想方法抽象出来,便得定积分的概念:对于定义在[a,b]上的函数y=f(x),作分划a=x0<x1<…<xn=b,若存在一个与分划及ζi∈[xi-1,xi]的取法都无关的常数I,使得积分5.jpg,其中积分6.jpg则称I为f(x)在[a,b]上的定积分,表为积分7.jpg

  积分8.jpg称[a,b]为积分区间,f(x)为被积函数,a,b分别称为积分的上限和下限。当f(x)的原函数存在时,定积分的计算可转化为求f(x)的不定积分:积分9.jpg这是牛顿-莱布尼兹公式。例如,积分10.jpg