Êàê ðàññ÷èòàòü èíòåãðàëüíûå ôóíêöèè â èñ÷èñëåíèè? |
Èíòåãðàëû è ïðîèçâîäíûå ÿâëÿþòñÿ âàæíûìè èíñòðóìåíòàìè èñ÷èñëåíèÿ, èìåþùèìè øèðîêèé ñïåêòð ïðàêòè÷åñêîé ïîëåçíîñòè âî ìíîãèõ îáëàñòÿõ.  ýòîé ñòàòüå âû ïîçíàêîìèòåñü ñ îñíîâíûìè ïîíÿòèÿìè èíòåãðàöèè è ðàñ÷åòà ýòîé ôóíêöèè.
Äàâàéòå íà÷íåì, íî ïðåæäå ÷åì ïåðåéòè ê ðàñ÷åòó, ìû äîëæíû ïîíÿòü åãî îïðåäåëåíèå è òèïû. Ïîíÿòèÿ äåðèâàöèè î÷åíü âàæíû äëÿ èçó÷åíèÿ ìàòåìàòèêè, à ïðîèçâîäíûå êàëüêóëÿòîðû òàêæå ïîìîãàþò ñòóäåíòàì ïðî÷íî îâëàäåòü ýòèìè ïîíÿòèÿìè.
Îïðåäåëåíèå:
Èíòåãðàë - ýòî ìàòåìàòè÷åñêèé èíñòðóìåíò, êîòîðûé ðàñïðåäåëÿåò ÷èñëà ïî ôóíêöèÿì òàêèì îáðàçîì, êîòîðûé ïðåäñòàâëÿåò ïëîùàäü, ñìåùåíèå, îáúåì è äðóãèå ïîäîáíûå âåùè. Ýòè ïîíÿòèÿ âîçíèêàþò â ðåçóëüòàòå îáúåäèíåíèÿ âñåõ áåñêîíå÷íî ìàëûõ íàáîðîâ äàííûõ.
Çäåñü áåñêîíå÷íî ìàëûå äàííûå êîëè÷åñòâåííî î÷åíü ìàëû, è èíòåðïðåòèðîâàòü ýòîò òèï äàííûõ äîâîëüíî ñëîæíî.
Òåïåðü åñòü äâà òèïà èíòåãðàëîâ; îïðåäåëåííûé è íåîïðåäåëåííûé èíòåãðàë / îò ïðîèçâîäíîé.
Ðàçíèöà ìåæäó äâóìÿ òèïàìè?
Îïðåäåëåííûì èíòåãðàëîì ôóíêöèè f (x) ÿâëÿåòñÿ ÷èñëî, ïðåäñòàâëÿþùåå îáëàñòü, ñîäåðæàùóþñÿ â êðèâîé. Îí èìååò âåðõíèé è íèæíèé ïðåäåëû îò x = a äî x = b, áîëåå òîãî, â êîíöå ýòîé îïåðàöèè ìû ïîëó÷àåì îïðåäåëåííûé îòâåò â âèäå ÷èñëà.
Ñ äðóãîé ñòîðîíû, íåîïðåäåëåííûé èíòåãðàë ñàì ïî ñåáå ÿâëÿåòñÿ ôóíêöèåé, êîòîðàÿ ïðè äèôôåðåíöèðîâàíèè äàåò ïðîèçâîäíóþ, òàêóþ æå, êàê ôóíêöèÿ f (x). Íåò âåðõíåãî è íèæíåãî ïðåäåëîâ ýòîé ôóíêöèè. Êîíå÷íûé ðåçóëüòàò âñå ðàâíî áóäåò ñîäåðæàòü õ.
Çäåñü f (x) - ôóíêöèÿ, à dx ïîêàçûâàåò íàïðàâëåíèå íà ïëîñêîñòè x. Îáëàñòü ïîä êðèâîé, ïîêàçàííàÿ íà èçîáðàæåíèè ñëåâà, ÿâëÿåòñÿ îïðåäåëåííîé èíòåãðàëüíîé îáëàñòüþ èçìåðåíèÿ âåëè÷èí îò a äî b.  îòëè÷èå îò ýòîãî íå ñóùåñòâóåò òàêîé ñïåöèôèêàöèè àíòè äåðèâàòèâíûõ.
Êîíöåïöèÿ èíòåãðàöèè:
Èíòåãðàöèÿ - ýòî ìåòîä ñóììèðîâàíèÿ íåáîëüøèõ ôðàãìåíòîâ èëè ôðàãìåíòîâ äàííûõ äëÿ íàõîæäåíèÿ öåëîãî. Îí èñïîëüçóåòñÿ äëÿ ïîèñêà îáëàñòåé, îáúåìîâ è öåíòðàëüíûõ òî÷åê. À ïîêà äàâàéòå ïðîñòî ðàññìîòðèì îáëàñòü ïîä êðèâîé f (x).
×òîáû âû÷èñëèòü ïëîùàäü, ìû áû ñðåçàëè è âû÷èñëèëè ôóíêöèþ â íåñêîëüêèõ òî÷êàõ, à çàòåì äîáàâèëè íàðåçàííóþ øèðèíó Δx, ÷òîáû ïîëó÷èòü æåëàåìóþ îáëàñòü.
Ðåçóëüòàòû ìîãóò áûòü áîëåå òî÷íûìè, åñëè ìû ñäåëàåì áîëüøå ñðåçîâ, ñäåëàâ åãî åùå ìåíüøå. Òåì íå ìåíåå, åñòü åùå îäèí ñïîñîá, ìû çíàåì, ÷òî íåîïðåäåëåííûé èíòåãðàë ïðîòèâîïîëîæåí ïðîèçâîäíîé. Èòàê, åñëè ïðîèçâîäíàÿ îò x2 ðàâíà 2x, òî èíòåãðàë îò 2x áóäåò ðàâåí x2. Ýòî äàåò íàì àíòè ïðîèçâîäíîå, íî êàê íàñ÷åò îïðåäåëåííîãî?  ñëåäóþùåì ðàçäåëå ìû óçíàåì ýòî.
Ðàñ÷åò îïðåäåëåííîãî èíòåãðàëà:
Ìû ìîæåì âûðàáîòàòü îïðåäåëåííûé ñ èñïîëüçîâàíèåì òîãî æå ïðèíöèïà èíòåãðàöèè.
Ïðèìåð: ∫12 3xdx
Çäåñü íàì íóæíî íàéòè îïðåäåëåííûé èíòåãðàë îò 1 äî 2 îò 3x dx
Ñíà÷àëà ìû íàéäåì íåîïðåäåëåííîå.
Èñïîëüçóÿ ïðèíöèï èíòåãðèðîâàíèÿ, ìû çíàåì, ÷òî x3x dx = x3 + C
Ïðè x = 1 èìååì x3x dx = 13 + C
Ïðè x = 2 èìååì x3x dx = 23 + C
Âû÷èòàÿ 2 èç 1: (23 + C) - (13 + C)
= 8 -1 + C - C = 7 (çäåñü êîíñòàíòà îòìåíÿåòñÿ, è ó íàñ îñòàåòñÿ 7, îïðåäåëåííûé îòâåò)
Ñóùåñòâóþò è äðóãèå ìåòîäû, òàêèå êàê èñïîëüçîâàíèå ÷àñòè 2 îñíîâíîé òåîðåìû èñ÷èñëåíèÿ, íî èñïîëüçîâàíèå òåîðåì óñëîæíÿåòñÿ. Åñëè âû çàèíòåðåñîâàíû â âû÷èñëåíèè òàêèõ èíñòðóìåíòîâ èñ÷èñëåíèÿ, êàê èíòåãðàë, èñïîëüçóéòå ìåòîä èíòåãðàöèè èëè áîëåå ýêîíîìíûé ñïîñîá - ïîèñêàòü îíëàéí-èíòåãðàëüíûé êàëüêóëÿòîð.
 êîíöå, ÿ íàäåþñü, âû èçâëå÷åòå ïîëüçó èç ýòîé ñòàòüè è ïîéìåòå îñíîâíûå ïîíÿòèÿ ýòèõ çàìå÷àòåëüíûõ îïåðàöèé èñ÷èñëåíèÿ. Óäà÷è!
| Êîììåíòèðîâàòü | « Ïðåä. çàïèñü — Ê äíåâíèêó — Ñëåä. çàïèñü » | Ñòðàíèöû: [1] [Íîâûå] |