這個視覺化中的定積分
對可積分函數與上下限,定積分就是圖像與x軸之間,軸上方面積減去軸下方面積。這裡將a到b的區域一塊塊畫出來:記正的塗實色,記負的畫斜線,顯示欄則把積分寫成實色減去斜線。旁邊是上下限之間的面積,每一塊都記正;只有曲線都在軸上方時,兩者才會相同。積分的定義是黎曼和的極限;對本頁的多項式,則透過反導函數精確算出。
為什麼軸下方要記負
黎曼和的每一項,都是高度乘上寬度。軸下方的高度為負,因此這一條會從總量中扣掉。寬度也有符號:從a走向b時,,所以b若在a左邊,每一塊都會變號。這就是為什麼,為什麼軸下區域從右往左走時反而記正,以及為什麼。
把區間分開
對任意三點,都有。c在a與b之間時,就是把區域切成兩塊;c在外面也成立:超出區間的那一段先走到c,再走回來,各以正負符號算一次,正好抵消。這一段只畫輪廓、不著色,讓著色部分始終代表上下限之間的面積。
把曲線抬高
給f加上常數,就多出一條高m、寬的帶:。這條帶雖然沿著曲線彎曲,帶符號面積卻與長方形一樣;虛線曲線表示原本的f。
平均高度
將積分除以寬度,就得到平均高度:在時為。區間上高的長方形,具有與曲線相同的帶符號面積。它通常不是兩端高度的平均。若f連續,曲線就會在a與b之間某處取到;這就是積分的均值定理。
值得留意
- 奇函數在以0為中心的區間上的積分是0,例如x³ − 4x從−2到2的積分;這也是本頁該曲線的初始區間。
- 沿時間前進的方向積分速度,得到的是位移,不是行走距離;距離是速率的積分。
- 只在有限個點改變可積分函數,不會改變它的積分。
操作方法
- 沿x軸拖動a、b,或按「交換a與b」。上下拖動曲線,或使用「整體上移」滑桿。
- 使用鍵盤時,按Tab移到控制點,再用左右方向鍵;按住Shift可一次移動1。