Геометрический, физический, механический смысл определенного интеграла

ТЕМА «ОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ»

ЛЕКЦИЯ № 6

ОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ

ПЛАН

1. Задачи, приводящие к понятию определенного интеграла.

2. Интегральная сумма. Определенный интеграл.

3. Геометрический, физический, механический смысл определенного интеграла.

4. Свойства определенного интеграла.

 

Задачи, приводящие к понятию определенного интеграла

Площадь криволинейной трапеции

Пусть дана непрерывная неотрицательная функция . Определение. Плоская фигура, ограниченная сверху графиком функции , снизу – отрезком оси Ох, слева и справа прямы-

Работа переменной силы

Пусть материальная точка М перемещается по действием силы , направленной вдоль оси Ох и имеющей переменную величину , где х – абсцисса движущейся…  

Масса неоднородного стержня

Рассмотрим отрезок оси Ох и будем считать, что отрезок - это материальный стержень, имеющий определенную массу, у которого всеми размерами, кроме… Определение. Плотностью прямолинейного стержня называется количество массы, приходящейся на единицу его длины

Интегральная сумма. Определенный интеграл

Рассмотрим на отрезке непрерывную функцию , принимающую неотрицательные значения . Выполним следующие действия: 1. С помощью точек , где , разобьем отрезок на n-частичных отрезков .

Геометрический смысл определенного интеграла

Исходя из задачи о площади криволинейной трапеции, получаем геометрический смысл определенного интеграла: площадь криволинейной трапеции, ограничен- ной сверху кривой , снизу отрезком

Физический смысл определенного интеграла

Возвращаясь к задаче о работе переменной силы, получаем физический смысл определенного интеграла: работа переменной силы , величина которой есть… . (19)

Механический смысл определенного интеграла

На основании задачи о массе неоднородного стержня, имеем механический смысл определенного интеграла: масса m неоднородного стержня на отрезке равна… . (20)

Свойства определенного интеграла

Рассмотрим основные свойства определенного интеграла, считая, что подынтегральные функции и интегрируемы на отрезке .   1. Постоянный множитель можно выносить за знак интеграла:

Определенный интеграл от алгебраической суммы нескольких функций равен алгебраической сумме интегралов от слагаемых.

Так в случае двух слагаемых .

 

Замечание. Свойства 1 и 2 характеризуют свойство линейности определенного интеграла.

 

Свойство аддитивности определенного интеграла.

. Замечание. Свойство 3 справедливо при любом расположении точек а, b, с.