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[知识点]数论之定积分和不定积分

时间:2015-08-14 23:57:54      阅读:142      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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1、前言

  数论篇的第二章,这一章主要内容在于将导数联系上很关键的内容——积分。

 

2、求非线性函数所围面积

  现给出一个二次函数y=x^2,要求出该函数和x=1,y=0两条直线围成形状的面积。显然这不是求三角形,矩形一样来个公式割割划划就行了。首先引入一个大家以前应该都有所接触的求圆面积的方式。在还没有圆周率这个概念的时候,人们求圆面积的方法都是将圆的曲线化直,易得所求的多边形面积必定小于圆的面积,而使误差减小的最好方式就是使边数增加,如图所示:

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  随着边数的增加,所得面积趋近于圆面积。

  而同样地,求如上问题的时候,也可以利用这个思想——化曲为直。如何画?将区间[0,1]分成若干个小区间,对于每一个部分,用矩形面积代替小曲边梯形面积,得到每个面积的近似值。我们假设将[0,1]拆分成[0,1/n],[1/n,2/n],[2/n,3/n],……,[n-1/n,1],对于每一个小区间,长度为1/n,分别过上述n-1个点作x轴垂线,它们的面积记为△S1,△S2……△Sn,显然,S=△S1+△S2+……+△Sn。

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  当我们n值取得足够大的时候,在区间[i-1/n,i/n]中,可以认为函数y=x^2的值变化很小,不妨认为其近似等于左端点处函数值f(i-1/n)。这样,可得△Si≈f(i-1/n)*x=(i-1/n)^2*x=(i-1/n)^2*(1/n)(i∈[1,n])。故,S=△S1+△S2+……+△Sn=1/n^3*(1^2+2^2+……+(n-1)^2)=(1/n^3)*(n-1)*(2n-1)/6=1/3*(1-1/n)*(1-1/2n)。从而,S为所求的近似值。

  由于n是不确定的,此处导数就派上了用场。我们再次从多次取特殊值来看起变化趋势:

    <1> n=2     ==>   S=0.12500

    <1> n=4     ==>   S=0.21875

    <1> n=8     ==>   S=0.27348

    <1> n=16    ==>   S=0.30273

    <1> n=32    ==>   S=0.31871

    <1> n=128   ==>   S=0.32944

    <1> n=512   ==>   S=0.33236

    <1> n=2048  ==>   S=0.33309

  可以看到,当n趋向于无穷大,即△x趋向于0时,S趋向于标准答案,从而有:

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  如图,很形象地体现了:

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  此题我们近似代替所取的值为左端点,那么其实我们取区间范围内任意一处作为近似值,如右端点,同样可以得到1/3这个答案。

 

3、定积分的概念

 

[知识点]数论之定积分和不定积分

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原文地址:http://www.cnblogs.com/jinkun113/p/4731407.html

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