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2024-04-19 14:21| 来源: 网络整理| 查看: 265

在数学分析中,积分被广泛使用 - 总和的连续模拟,适用于计算面积、体积、质量、距离和其他非恒定(可变)量。

例如,车辆的速度(在移动时可能会多次改变),或者处理器的频率(适应正在执行的计算过程)。 不可能将这些量描述为固定值,因为它们在从最小值到最大值的范围内不断变化,但这可以使用积分轻松完成。

根据测量量是否有固定限度,区分定积分和不定积分。 第一个有,但第二个没有。 集成的本质保持不变。

简单来说,这是一组多项乘法及其后续求和的运算,或者是与无穷小项执行的无数次乘法的总和。 如今集成广泛用于:

查找无法导出 S = a × b 或 S = π × r² 等特定公式的复杂几何图形的面积。计算密度不均匀物体的质量。确定不同速度下行驶的距离。

在数学(和其他科学)中,积分由拉长的字母 ∫ 表示,该字母源自拉丁语 S(summa)。 本质上,积分是许多相乘项的总和。 此外,对于有限量和无限量都可以进行理想积分(无误差)。

积分的历史

虽然“积分”这个概念当时还不存在,但它的原理早在古希腊就开始被使用。 于是,阿基米德求圆面积时采用了一种尽可能接近现代积分的方法,即穷举法。

它包括将一系列其他图形拟合成一个规则的圆,然后确定它们的面积限制。 这些计算的直接类比是使用积分找到无限和的极限。

最初,该方法仅用于几何学,但后来在力学、经济学、天文学和其他科学中得到了应用。 它的现代名称“积分”直到 17 世纪才出现:在欧洲科学家艾萨克·牛顿和戈特弗里德·威廉·莱布尼茨的研究期间。 积分开始应用于微分系统,并得到了明确的数学定义——“函数的反导数”。

简单来说,几何中的积分就是曲线图形的面积。 不定积分是整个面积,定积分是给定面积内的面积。 因此,求导数的过程称为微分,求反导数的过程称为积分。

集成功能的规则

使用积分时,可以使用变换公式,前提是它们使用常数 C。确定特定(任意取)点处的积分值是否已知。

由于每个函数都有无数个反导数,知道C的值,可以通过以下方式变换积分公式:

∫Сf(x)dx = C∫f(x)dx。∫f(x) + g(x)dx = ∫f(x)dx + ∫g(x)dx。∫f(x)g(x)dx = f(x)∫g(x)dx − ∫(∫g(x)dx)df(x)。∫f(ax + b)dx = (1/a)F(ax + b) + C。

对数函数和指数函数的积分也可以变换:

∫lnxdx = xlnx − x + C。∫(dx/xlnx) = ln|lnx| + C.∫logₐxdx = xlogₐx − x logₐe + C = x((lnx−1)/lnb) + C。∫eⁿdx = eⁿ + C。∫aⁿdx = aⁿ/lna + C。

在三角学中,至少使用 15 个积分变换公式,其中最简单的是:

∫sinxdx = −cosx + C。∫cosxdx = sinx + C。∫tgxdx = −ln|cosx| + C.

正割、余割、反正切等也存在类似的公式。 只有计算机,或者更确切地说是具有积分功能的特殊应用程序,才能快速计算它们(在替换变量后)。

要快速计算定积分或不定积分或函数的反导数,请使用我们的计算器。 将数值代入其中并选择计算参数就足够了。 结果会瞬间显示在屏幕上,让您免去进行漫长而复杂的计算。



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