Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
Топ:
Устройство и оснащение процедурного кабинета: Решающая роль в обеспечении правильного лечения пациентов отводится процедурной медсестре...
Оценка эффективности инструментов коммуникационной политики: Внешние коммуникации - обмен информацией между организацией и её внешней средой...
Выпускная квалификационная работа: Основная часть ВКР, как правило, состоит из двух-трех глав, каждая из которых, в свою очередь...
Интересное:
Влияние предпринимательской среды на эффективное функционирование предприятия: Предпринимательская среда – это совокупность внешних и внутренних факторов, оказывающих влияние на функционирование фирмы...
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Дисциплины:
2017-10-16 | 470 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Многие задачи естествознания и техники получили решение благодаря одному из основных понятий математического анализа - определенному интегралу. Нахождение площадей, ограниченных кривыми, длин дуг, объемов, работы, пути, скорости, моментов инерции и т. д., сводится к его вычислению. Рассмотрим задачи, приводящие к понятию определенного интеграла.
Задача о массе прямолинейного стержня. Дан тонкий стержень длины , его масса распределена неравномерно с плотностью . Найти массу всего стержня.
Решение. Разберем условие задачи. Под тонким стержнем мы будем понимать отрезок прямой, ограниченный точками и числовой оси . Плотность вещества стержня в данной точке есть предел средней плотности , где - масса отрезка , при стремлении к нулю.
Требуется найти массу стержня.
Решение
Так как плотность распределена неравномерно, то для наиболее точного ее нахождения разобьем весь стержень точками на достаточно малых частей (см. рис.)
Обозначим длину отрезка через . В силу того, что длины отрезков малы, в границах каждого из них плотность стержня можно считать постоянной и равной , где - одна из точек k-го отрезка . Тогда масса этого отрезка стержня равна . Масса всего стержня приближенно равна:
.
При стремлении к нулю, эта сумма становится равной , то есть
Задача о площади криволинейной трапеции. Дана плоская фигура, ограниченная графиком функции и отрезками прямых . Функция определена, не прерывна и неотрицательна в промежутке [а, b]. Вычислить площадь S полученной фигуры (аАВb), называемой криволинейной трапецией.
Решение. Для того чтобы вычислить искомую площадь, разобьем промежуток [а, b] на nпроизвольных частей: , длины которых обозначим соответственно . Через каждую точку деления проведем прямую, параллельную оси ординат. Эти прямые разделят данную фигуру на nполос. Заменим каждую из этих полос прямоугольником, основание которого то же, что у полосы, а высота совпадает с одной из ординат точек графика функции в этой полосе.
|
Обобщим рассуждения, проведенные при решении двух предыдущих задач о массе прямолинейного стержня и о площади криволинейной трапеции. Пусть некоторая функция задана на промежутке [а, b] и непрерывна. При разбиении промежутка [а, b] на n частей, таким образом, что максимальная длина отрезков разбиения стремится к нулю при ) обе задачи свелись к составлению суммы , где , число слагаемых которой неограниченно растет, а каждое слагаемое стремится к нулю. Эта сумма называется интегральной суммой.
Определение. Предел называют определенным интегралом от функции на промежутке [ а, b ] и обозначают т. е.
(3.7)
Число называется нижним пределом интеграла, b - верхним.
Промежуток [ а, b ] называется промежутком интегрирования, х - переменной интегрирования.
Теорема. Определенный интеграл функции , непрерывной на промежутке [а, b], равен разности значений любой ее первообразной в точках b и а
(3.8)
: Правая часть формулы часто записывается как
Формула (3.8) получила название формулы Ньютона-Лейбница.
Чтобы вычислить определенный интеграл, достаточно найти неопределенный интеграл и в полученное выражение подставить вместо переменной x; сначала верхний предел b, а затем нижний а и из первого результата вычесть второй.
Пример 3.10. Вычислить
Решение. Находим неопределенный интеграл:
Найдя значение сначала при , а затем при , вычислим разность:
Пример 3.11. Вычислить
Решение.
При формулировке свойств определенных интегралов использовали источник [5] и исходили из предположения, что функции заданы и дифференцируемы на промежутке [ a, b ]
1) , (3.9)
т. е. интеграл суммы равен сумме интегралов слагаемых.
|
2) , (3.10)
где – константа; т. е. постоянный множитель можно выносить за знак интеграл.
3) Пусть f (x) непрерывна на промежутке [ a, b ]. Если этот промежуток точкой c разложен на части [ a, c ] и [ c, b ], то интеграл по всему промежутку оказывается равным сумме интегралов по его частям, т. е.
(3.11),
4) Если f (x) - любая функция, то: , (3.12)
т.е. интеграл с совпадающими нижним и верхним пределами равен нулю.
5) , (3.13)
то есть перемена мест пределов интегрирования приводит к изменению знака интеграла на противоположный.
6) Если f (x) - непрерывная функция, заданная на промежутке [ a, b ], то существует такая точка , что (3.14)
7) Если f (x) - неотрицательная непрерывная функция и нижний предел интеграла не больше верхнего, то и сам интеграл будет числом неотрицательным
. (3.15)
9) Если a ≤ b, а f (x) и u · g (x) - две непрерывные функции, которые на [ a, b ] удовлетворяют условию f (x) ≤ g (x), то
(3. 16)
|
|
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!