常见定积分计算思考补充

  1. 定积分的计算问题的一般解题的思维流程
  • 首先,确定定积分计算类型,如果是已知函数定积分类型,我们需要进一步判断该定积分是不是反常积分,因为反常积分的计算与常见的定积分计算不太一样,一般真题上给出的反常积分无界函数的反常积分占的比例很大,而对于这类题型我们采取常规的定积分计算,就会容易掉进出题人挖的坑。因此,我们需要分段求解,利用奇点进行划分。
  • 其次,在面对已知函数定积分时,我们采取的手段有多样,常用计算方法有凑微分、第二型换元(三角换元、倒代换、根式换元等)、分部积分、有理函数积分。这里补充,第二型换元法求定积分问题以及使用范围。比如区间再现公式,常见被积函数有f(x)=xsin^n(x),而区间处在图片说明 。这时候我们利用区间再现公式即f(a+b-x)=f(x)一般可以简化运算。而对于sinx的n次方这类函数求定积分时,一般使用点火公式和三角函数倍角/半角公式进行求解(有的题万能公式也能解决,但一般少用),而对于f(x)图片说明 n>=2这类函数的定积分是无法求解出来的。这类题型一般会出现在定积分比大小的题型里。
  • 最后,关于定积分的简化方法,还包括1的应用(tan^2(x)+1=sec^2(x);cot^2(x)+1=csc^2(x);1=sin^2(x)+cos^2(x),根式有理化等方法)。

2.定积分几何和物理应用的解题思维流程

  • 几何应用对于我而言问题比较大。而通过我最近一段数刷题,我想暂时总结有限几个方面的一些思路。一个是被积函数已知,一个是被积函数未知。在面对被积函数未知的题,关键是利用题目的已知条件,构建变量与导数之间的一个微分方程,然后求解即可得出被积函数方程。而对于已知函数求解函数的几何量,包括平面图形的面积、旋转体的体积、光滑曲线的弧长和弧微分、旋转体的侧面积、函数的平均值,旋转体的侧面积、平面图形的形心。这里,我们对课本上给出公式做一个总结:
    (1)平面图形的面积
    S=图片说明
    S=图片说明 在这里边,公式不难记,而在于公式的正确运用,这时我们需要在记忆课本上心形线的4个图形、摆线、星形线、伯努利双曲线、阿基米德螺线的极坐标方程、参数方程和直角坐标方程,并且我们需要对一般方程以及极坐标方程画出其大致图像,这样才能正确做对题目,而对于这类题,主要难点还是画图,这一点需要记住//补充摆线第一拱的长度为8。
    (2)旋转体体积
    绕x轴,Vx=图片说明 。绕y轴Vy=图片说明
    这里是一个重点也是个难点,并在大题中公式往往不能直接使用,需要具体问题具体分析。我在这里掉坑的次数已经达到无限次(尴尬)。另外我们知道参考书上给的这两个公式的得出,绕y轴得出的图像实则是一个中空的具有一定厚度的图形,故利用dv=2Πx|f(x)|dx作为微元,以x为半径。而绕x轴得出的图形为两个类似两端不等的大小圆构成的壶状物,得出的微元是dv=Πf(x)^2d(x)以f(x)为半径,它们均为f(x)与x轴围成的面积旋转得出。而有的f(x)并不与x轴围成时,在计算体积时,我们就必须要自己构造微元求解。另外如果,题目出的难一点,比如,绕某一y=b或者x=a直线旋转,计算体积。那么微元变化绕x轴dv=Πf^2(x-a)dx,绕y轴就变成了dv=2Π(x-b)|f(x-b)|dx,需要进行相应的变化。
    (3)平面曲线的弧长
    图片说明
    这三个分别是直角坐标,参数方程,极坐标方程的弧长公式。但是在计算的时候,看准使用哪一个。有的光滑曲线是关于x,y轴对称,求解时我们只需要求某一象限的长度大小即可,总的长度为该象限的倍数。另外需要注意的是,有的题目自变量范围并不会给出,需要我们自己求定义域的范围确定,然后再利用公式进行求解。
    (4)旋转曲面的面积
    图片说明 ,注意这里是曲线弧绕x轴旋转一周形成的图形的侧面积。
  • 而关于平均值只需记住公式与积分中值定理联系在一起,物理运用主要是记住物理量的大小组成,以及建立正确的微元,进行积分即可。需要注意的是,一定要仔细审题,尽量方便求解的坐标系,一般分段就行求解,别弄错了,正负号和长度关系以所建的系为参考,这很十分重要。总之,这类题型,在记住基本的公式、图形、结论和学会使用微元法的基础上,需要具体问题具体分析,最后都可以化解为定积分问题,然后进行计算。
全部评论

相关推荐

点赞 评论 收藏
分享
评论
1
1
分享

创作者周榜

更多
牛客网
牛客企业服务