定积分比较大小

图像法


比较与
代入法:


比较与
对于第二个


比较积分和的大小

定积分性质

设f(x)在[a,b]上连续,下列不正确的是
A. 是f(x)的一个原函数

看求导后是否为

所以正确

B.是 的一个原函数

所以正确

C.是的一个原函数

是一个数,一个数求导为0,不等于f(x)
错误答案选C。

D.在[a,b]上可积


判断这句话是否正确,若在[a,b]上f(x),g(x)均连续且,则 这句话对吗

都为0

显然不成立


如果在区间[a,b]上

如果函数g(x),h(x)可积,那么


设f(x)在区间[a,b]可积,且f(x)=1


设f(x)在区间[a,b]可积

如何估值

估计的大小,直接算不出来这个积分,只能估算


估计定积分


估值定理

估值定理:如果f(x)在[a,b]上的最大值为M,最小值为m,那么

证明:

另一种方法,用导数判断单调性,结合估值定理


估计积分的值

x
+0-
递增极大值递减
比较驻点,和端点值

积分中值定理

设f(x)在[a,b]上连续,则至少存在一点(也可以是开区间)使

Drawing 2026-01-06 18.27.41.excalidraw

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a

b

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其中,称为函数f(x)在区间[a,b]上的平均值。

证明:在估值定理的最后一步继续

mean value theorem 介值定理

设f(x)在[0,2]上连续,f(0)=-1,,证明,使


函数在闭区间[1,2]上的平均值为?

求n项和极限

Sigma notation


第一步写求和符号

第二步找和

第三步对应


i和n齐次,考虑凑定积分定义,如果非齐次考虑用夹逼定理。



对应技巧

牛顿-莱布尼兹公式

如果函数F(x)是连续函数f(x)在区间[a,b]上的一个原函数,则:


分部积分公式

如:

例题

换元法

定积分换元记得换限


变限积分求导

形如:,叫做变限积分函数
如:

求导方法

做题中,遇到变限积分基本上就考求导

  1. 在极限中洛必达
  2. 等式(结合微分方程)

求


设,则

常数因子可以拿到外面去,这道题是对t积分x就是常数因子,这个方法是对此积分类型先积分后求导的简便方法所以x可外提,即


求极限
求极限第一步先代入,零比零。


教材上的公式:

计算

已知


设


求极限


积分里含有x

取出x,再求导


提不出就换元

运算技巧

偶倍奇零

条件:区间对称

另一种情况,这里不要求是奇函数还是偶函数,可以是非奇非偶函数。

证明:

非奇非偶的处理

Proof:

题目

求

因为1也是偶函数,也可用偶倍奇零


设f(x)在[-l,l]上连续,则


,tan多少度等于1



求
看见区间对称,优先考虑偶倍奇零。
现在判断的奇偶性。

另一种看法,用复合函数的奇偶行判断全奇则奇,遇偶则偶,为偶函数。

Drawing 2026-03-10 16.49.37.excalidraw

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华里氏公式

点火公式


对称区间优先用偶倍奇零


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三角函数积分变换公式

设f(x)在[0,1]上连续,则

可以用区间再现公式证明。


因为sinx的图像关于对称,

因为一个函数本身关于一条竖线轴对称,在这个函数外面再套一层函数,整个复合函数也关于该对称轴对称。由此简单证明:

严格证明:

Drawing 2026-03-09 18.08.49.excalidraw

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带绝对值

当被积函数含有绝对值符号时,应用定积分的性质,把积分区间分成若干个子区间,这样就可以把绝对值符号去掉,然后分别在各个子区间求定积分

这道题也可以先用偶倍奇零



第一种办法分区间讨论绝对值

第二种办法,直接看的图像化简积分

Drawing 2026-01-07 16.44.47.excalidraw

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几何应用

求圆的面积

大于取两边,小于取中间


设,求
定积分为常数:
则
对方程两边同取0到1的定积分

用几何法求简单定积分

反映到几何上

Drawing 2025-12-24 14.39.02.excalidraw

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2

-2

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求

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1

-1

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可知



Drawing 2025-12-30 13.44.00.excalidraw

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-1

1

x

y

y=|x|

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直角坐标系内求所围面积

简单理解

  1. X 型图:由上、下两个函数围成的面积(分上、下观看)

    Drawing 2026-01-08 09.30.14.excalidraw

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    a

    b

    上f(x)

    下f(x)

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推导面积过程

  1. Y 型图:分左、右看;左边一个函数,右边一个函数

    Drawing 2026-01-08 09.35.38.excalidraw

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    y

    x

    左f(y)

    右f(y)

    c

    d

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选用 Y 型;改写为 x = f(y)

严谨理解

  1. X 型:曲线及直线与x轴所围成的曲边梯形面积

Drawing 2026-01-08 09.42.17.excalidraw

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b

a

x

y

o

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2. X 型:,及直线与x轴所围成的曲边梯形面积

Drawing 2026-01-08 09.48.38.excalidraw

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a

b

x

y

o

f(x)

g(x)

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  1. Y 型:曲线及直线与y轴所围成的曲边梯形面积

Drawing 2026-01-08 09.54.15.excalidraw

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c

d

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  1. Y 型:曲线及直线与y轴所围成的曲边梯形面积

    Drawing 2026-01-08 09.56.06.excalidraw

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    Text Elements

    c

    d

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题目

定义

设与在区间[a,b]上连续,则由这两条曲线及所围成平面图形的面积为?

Circular transclusion detected: Math/lib/Integral-libs/Drawing-2026-01-08-09.48.38.excalidraw

求面积

求所围成的图形面积

Drawing 2026-01-08 10.06.44.excalidraw

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1

1

2

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画图后,发现用 X 型图比较好算

或者用带绝对值的公式


求所围成的图形面积

Drawing 2026-01-08 10.45.27.excalidraw

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0

1

1

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先求交点左边

也可以用Y型来做

Drawing 2026-01-08 10.45.27.excalidraw 1

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0

1

1

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求由曲线及x轴,所围成的图形面积

第一种方法,把要求的面积拆成两部分,分别计算

第二种方法,先求大三角形的面积,再减去旁边的阴影面积(蓝色)


求曲线与直线围成的平面图形的面积。
为开口向右的抛物线。


求曲线与直线y=x围成的平面图形的面积。
为开口向左的抛物线。

用Y形图做


求曲线所围成的图形面积


用Y型图做

用X型图做

求椭圆面积

求椭圆的面积

利用椭圆的参数方程

用定积分换元法


另一种方法

求弧长*

参数方程情形:

弧长公式的推导

直角坐标系的情况

分段函数求定积分

其中为分段点。

设,求


设,求
这两个函数的自变量不是同一个,采取换元法

定积分等式证明

区间再现公式

积分区间再现公式

证明

使用条件:等式两侧,积分区间一样


证明:


证明


证明


证明:

并利用证明结果求

用立方和公式


证明:为偶函数


求数列极限


The interval reappearance formula

广义积分

又叫反常积分

无穷积分

也就是在无穷区间上的反常积分。上下界有一个是无穷,或都为无穷。
若极限存在,则称收敛,否则称为发散,计算公式:

比如:

注意:
判断是否收敛,需要先拆开,如果拆开的两个积分都收敛,就称收敛;如果拆开后的两个积分,有任何一个发散,那么原积分也就发散。

并非对称区间,不适用于“偶倍奇零”(需要先验证和都收敛)
比如:

再举一个例子

拆开的两个积分都收敛,原积分可以用偶倍奇零
x为奇函数,为偶函数,奇 x 偶 = 奇函数

这类积分都都收敛,因为指数函数趋向无穷的速度太快。



若,求k


瑕积分

无界函数的反常积分

教材定义**(了解)**

设函数f(x)在(a,b]上连续,且。取,如果存在,则此极限值叫做函数f(x)在区间(a,b]上的广义积分,记作,即

这时称广义积分收敛,否则称广义积分发散。

Drawing 2026-01-14 16.56.42.excalidraw

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a

b

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考研定义

设函数f(x)在(a,b]上连续,且,即称x=a为f(x)的无穷间断点(又称瑕点)。

如,,所以x=0为的瑕点

设 a 为f(x)的瑕点(在领域无界),若极限存在,称反常积分收敛,否则称为发散。

Circular transclusion detected: Math/lib/Integral-libs/Drawing-2026-01-14-16.56.42.excalidraw

设 b 为f(x)的瑕点(在领域无界),若极限存在,称反常积分收敛,否则称为发散。

Drawing 2026-01-15 14.49.39.excalidraw

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a

b

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若瑕点x=c在[a,b]内部,则f(x)在[a,b]上的广义积分为

xacb
瑕点

做题步骤:

  1. 判断被积函数f(x)是否连续,用来排除瑕点在内部的情况(在内部就拆开)
  2. 按普通积分算
  3. 能代值则完毕,带入不了,就考虑极限

题目


为什么可以直接代值,这道题直接代值本质是算的F(0),代入后发现F(0)存在,且F(x)在x=0处连续(因为可以直接带入x=0,F(x)函数存在),所以极限值等于函数值,等于


-1 --- 0(瑕点) --- 1

或者只算一个就行了


这道题求完原函数,代入瑕点原函数的极限不存在,所以要取极限。



x=2为瑕点
第一种方法凑

也可以用三角换元来做


x01
取得到瑕点,取不到


为啥这里可以合并?

另一种解法

常见结论

无穷区间积分

求旋转体体积

平行截面面积 已知立体体积的求法(理解)

X型图绕X轴旋转

若是两个函数间的体积

上面这张图,两个旋转体之间的体积为

Y型图绕Y轴旋转

如果内部有嵌套

X型图绕Y轴旋转

题目

求由与x轴所围成区域,绕y轴而成的旋转体体积

Drawing 2026-01-23 15.23.27.excalidraw

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求及x轴所围成的面积,及绕y轴的旋转体体积

先求面积

Drawing 2026-01-23 15.45.49.excalidraw

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4

2

x

0

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绕y轴的旋转体体积:
第一种方法套X型图绕Y轴旋转的公式

第二种方法套Y型图绕Y轴旋转的公式,做两个体积之差。


求y=x-1与x=2所围成的面积与y轴旋转后的体积

欧拉积分


Use the parity of the function to compute the definite integral

Drawing 2026-03-12 12.43.45.excalidraw

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若f(x)的周期为T,



设f(x)是以T为周期的连续函数,即,则
.



注,辅助角公式: