概述
本章主要介绍通过定积分知识来解决一些几何、物理中的问题。总结了一些关于实际问题的公式的同时也介绍了如何运用元素法
将一个量表达成为定积分的分析方法
将一个量表达成为定积分
1、定积分的元素法
如果某一实际问题中的所求量U
满足一定的条件(p275),那么就可以考虑用定积分来表达这个量。
元素法的关键就是确定所求量U的元素
(f(x)dx,记作dU
),然后以元素作为被积表达式
作某闭区间上的定积分,该定积分就是所求量U的积分表达式
以上这种方法就是元素法
2、定积分在几何学上的应用
求平面图形的面积
分为直角坐标系
和极坐标系
两种情况
在直角坐标系统
中,要选择合适的积分变量,这样可以使得计算方便
在确定积分限的时候要十分的注意
在极坐标系中,一般以极角作为积分变量,计算方法较为单一
求旋转体的体积
旋转体
就是由一个平面图形
绕这平面内一条直线旋转一周而成的立体,这直线叫做旋转轴
在计算的时候,要十分的注意积分的方向
(也可以理解为积分上下限的选取
)
选取合适的积分变量可以使得计算得到很大的简化
关于积分方向的选取
、积分上下限的选取
、积分变量的选取
等问题,可以参考p282页的例题8
求平行截面面积为已知的立体的体积
如果一个立体不是旋转体,但却知道该立体上垂直于一定轴
的各个截面的面积,那么,这个立体的体积也可以用定积分来计算
通过做例题就能很好的掌握
平面曲线的弧长
光滑曲线弧是可求长的
(光滑指的是导函数连续
)
弧长可以由参数方程
(属于直角坐标系)、直角坐标方程
、极坐标方程
给出。都有相应的求弧长的积分公式
直角坐标方程
可以化为参数方程
直角坐标
与极坐标
也可相互转化
3、定积分在物理学上的应用
主要就分为变力沿直线做功问题
、水压力问题
、引力问题
。比较简单,通过例题就可以掌握