定积分与本页画面
对可积的函数和积分限,定积分是图像与x轴之间、x轴上方的面积减去x轴下方的面积。画面把a到b的区域一块一块画出来:算正的画实心,算负的画斜线,读数把积分写成“实心 − 斜线”。旁边是积分限之间的面积,每一块都算正;只有曲线一直在x轴上方时两者才相等。定积分定义为黎曼和的极限;本页的函数都是多项式,用原函数精确算出。
为什么x轴下方算负
黎曼和的每一项是高乘宽。在x轴下方高是负的,这一条就从总数里减去。宽也有符号:从a到b,,b在a左边时每一块都变号。所以,x轴下方的区域从右往左积时算正,而且。
把区间分开
对任意三个点,。c在a、b之间时,这只是把区域切成两块。c在外面也成立:区间外多出的那一截先积到c、再积回来,正负各一次,互相抵消。画面只画出这一截的轮廓、不涂色,所以涂色始终表示积分限之间的面积。
把曲线抬高
给f加上常数,就多出一条高m、宽的带子: 。带子顺着曲线弯,有向面积却和矩形一样;虚线是f原来的位置。
平均高度
积分除以宽度就是平均高度()。区间上高为的矩形,有向面积和曲线下的相同。它一般不等于两端高度的平均。f连续时,曲线在a、b之间某处正好取到,这就是积分中值定理。
值得注意
- 奇函数在关于0对称的区间上积分为0:x³ − 4x从−2到2,正是这条曲线在本页的起点。
- 按时间先后积,速度的积分是位移,不是走过的路程;路程是速率的积分。
- 改变可积函数在有限个点上的值,不改变它的积分。
操作
- 沿x轴拖动a、b,或按“交换a和b”;上下拖动曲线,或推“上移”推子。
- 用键盘时,按Tab选中一个把手,用左右方向键移动;按住Shift每步1。