微积分在几何上有两个基本问题1. 如何确定曲线上一点处切线的斜率;2. 如何求曲线下方“曲线梯形”的面积。xy0xy0xyo直线几条线段连成的折线曲线?1.5.1 曲边梯形的面积直线 x0 、 x1 、 y0 及曲线 yx2 所围成的图形(曲边三角形)面积 S 是多少?x yO1方案 1方案 2方案 3为了计算曲边三角形的面积 S ,将它分割成许多小曲边梯形对任意一个小曲边梯形,用“直边”代替“曲边”(即在很小范围内以直代曲),有以下三种方案“以直代曲” 。 y = f(x)bax yO A1 A1 A1A A1.用一个矩形的面积 A1 近似代替曲边梯形的面积 A , 得A A1+ A2用两个矩形的面积 近似代替曲边梯形的面积 A , 得 y = f(x)bax yOA1A2A A1+ A2+ A3+ A4用四个矩形的面积 近似代替曲边梯形的面积 A , 得 y = f(x)bax yOA1A2A3A4 y = f(x)bax yOA A1+ A2 + + An 将曲边梯形分成 n 个小曲边梯形,并用小矩阵形的面积代替小曲边梯形的面积, 于是曲边梯形的面积 A 近似为A1AiAn分割越细,面积的近似值就越精确。当分割无限变细时,这个近似值就无限逼近所求曲边梯形的面积 S 。下面用第一种方案“以直代曲”的具体操作过程( 1 )分割把区间 [0 , 1] 等分成 n 个小区间:],nn,n1n[,],ni,n1i[,],n2,n1[],n1,0[n1n1inix 每个区间的长度为过各区间端点作 x 轴的垂线,从而得到 n 个小曲边梯形,他们的面积分别记作.S,,S,,S,Sni21( 2 ) 近似代换n1)n1i(x)n1i(fS2i( 3 )求和)211)(11(316)12()1(n1])1n(210[n1 n1)n1-i(n1)n1-if( SSSSS322223n1i2n1in1iin21nnnnn( 4 )取极限。面积为,即所求曲边三角形的所以,从而趋向时,亦即当分割无限变细,即3131S31)211)(11(31lim)1(1limlimS)211)(11(31)n(0xn1nnnnnifnSSnnSninn分割近似代换求和取极限分割,求和,取极限 当分点非常多( n 非常大)时,可以认为 f(x) 在小区间上几乎没有变化(或变化非常小),从而可以取小区间内任意一点 xi 对应的函数值 f(xi) 作为小矩形一边的长,于是 f(xi) x△来近似表示小曲边梯形的面积x)f(xx)f(xx)x(fn21表示了曲边梯形面积的近似值演示 ...