理2设fx在区间ab上有界且只有有限个间断点则fx在ab上可积
定积分的几何意义
设fx是ab上的连续函数,由曲线yfx及直线xaxby0所围成的曲
边梯形的面积记为A由定积分的定义易知道定积分有如下几何意义:
(1)当fx0时,
b
fxdxA
a
(2)当fx0时,
b
fxdxA
a
(3)如果fx在ab上有时取正值,有时取负值时,那么以ab为底边,以曲线
yfx为曲边的曲边梯形可分成几个部分,使得每一部分都位于x轴的上方或下方这时
定积分在几何上表示上述这些部分曲边梯形面积的代数和,如图53所示,有
b
afxdxA1A2A3
其中A1A2A3分别是图52中三部分曲边梯形的面积,它们都是正数
4
f图52
例1利用定义计算定积分01x2dx
解把区间01分成
等份分点和小区间长度分别为
xi
i
i1
2
1
xi
1
i1
2
取i
ii
12
作积分和
i1
f
ixi
i2xi
i1
i2i1
1
1
3
i2
i1
1
3
16
12
1
111216
因为1当0时
所以
01x2dx
lim
0
i1
f
i
xi
lim
16
1
1
2
1
13
图53
例2用定积分的几何意义求011xdx
解函数y1x在区间01上的定积分是以y1x为曲边以区间01为底的曲边梯形的面积因为以y1x为曲边以区间01为底的曲边梯形是一直角三角形其底
边长及高均为1所以
5
f011xdx
1112
12
图54
例3利用定积分的几何意义,证明11x2dx
1
2
证明令y1x2x11,显然y0,则由y1x2和直线x1x1,
y0所围成的曲边梯形是单位圆位于x轴上方的半圆如图55所示
因为单位圆的面积A,所以半圆的面积为2
由定积分的几何意义知:11x2dx
1
2
图55
定积分的性质
两点规定
1当ab时
b
a
f
xdx
0
2当ab时
b
a
f
xdxba
f
xdx
性质1函数的和差的定积分等于它们的定积分的和差即
ab
f
x
gxdx
b
a
f
xdx
abgxdx
证明
ab
f
xgxdx
lim0i1
f
igixi
6
f
lim
0
i1
f
ixi
lim
0r