Вычисление площади криволинейной трапеции
Пусть на отрезке определена непрерывная функция
и будем пока что считать, что
для всех
.
Определение 1.Фигуру, ограниченную кривой , отрезком
оси
, прямыми
и
, называют криволинейной трапецией.
В отдельных случаях может или
и тогда соответствующая сторона трапеции сжимается в точку.
Для вычисления площади S этой криволинейной трапеции поделим отрезок произвольным образом на п частей точками
.
Длины этих частей
.
Перпендикуляры к оси проведены из точек деления к кривой
, разделяют всю площадь трапеции на п узких криволинейных трапеций.
![]() | |||
| |||
Заменим каждую из этих трапеций прямоугольником с основанием и высотой
, где
.
Сумма площадей всех таких прямоугольников будет равняться
.
Таким образом, площадь S криволинейной трапеции приближенно равняется этой сумме, т.е.
.
Эта формула будет тем точнее, чем меньше величина .
Чтобы получить точную формулу для вычисления площади S криволинейной трапеции, надо в этой формуле перейти к пределу, когда . Тогда
.
Определение определенного интеграла и его содержание
Пусть функция задана на отрезке
. Разобьем этот отрезок на п частей точками деления
.
В каждом промежутке длиной
выберем произвольную точку
и вычислим соответствующее значение функции
.
Получим сумму , которую называют интегральной суммой для функции
на отрезке
.
Определение 2. Если существует конечный предел интегральной суммы при , независимый от способа разбиения отрезка
на части и выбора точек
, то этот предел называется определенным интегралом от функции
на отрезке
и обозначается
. (1)
Математически это определение можно записать так:
=
(2)
Числа а и b называются нижним и верхним пределом интегрирования.
Функция называется подинтегральной функцией, а
– подинтегральным выражением.
Согласно этому формулу для вычисления площади S криволинейной трапеции теперь можно записать в виде
. (3)
Основные свойства определенного интеграла
Из определения неопределенного интеграла и основных теорем о пределах вытекают следующие свойства
1.
.
2.Для любых чисел имеет место равенство
.
3.Постоянный множитель можно выносить за знак определенного интеграла, т.е
.
4. Определенный интеграл от алгебраической суммы функций равен алгебраической сумме их определенных интегралов:
5.Если функция всюду на отрезке
, то
.
6.Если всюду на отрезке
, то
.
7. Если функция интегрируема на отрезке
, то
.
8. Если М и т – соответственно, максимум и минимум функции на отрезке
, то
.