微积分课件(定积分及其应用).ppt

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1、,2 一元函数积分学,5 旋轮线 6 旋轮线也叫摆线7 旋轮线是最速降线 8 心形线 9 星形线 10 圆的渐伸线 11 笛卡儿叶形线 12 双纽线13 阿基米德螺线 14 双曲螺线,主 目 录（125）,15,16,2,3,1 曲边梯形的面积,4 曲边扇形的面积,19 平行截面面积为已知的立体的体积。20 半径为R的正圆柱体被通过其底的直径并与底面成角的平面所截，得 一圆柱楔。求其体积。21 求以半径为R的圆为底，平行且等于底圆直径的线段为顶，高为h的正 劈锥体的体积。22 旋转体体积(y=f(x)绕x轴)23 旋转体体积(x=g(y)绕y轴）24 旋转体体积（柱壳法）25 旋转体的侧面积,

2、18,17,求由双纽线,内部的面积。,.,元素法,1 化整为零,2 以直代曲(以常代变),3 积零为整,y=f(x),.,.,分法越细，越接近精确值,1.曲边梯形的面积,f(i),.,元素法,4 取极限,y=f(x),令分法无限变细,.,.,.,.,分法越细，越接近精确值,1 化整为零,2 以直代曲(以常代变),3 积零为整,1.曲边梯形的面积,.,f(i),元素法,4 取极限,y=f(x),令分法无限变细,.,.,.,.,分法越细，越接近精确值,1 化整为零,2 以直代曲(以常代变),3 积零为整,1.曲边梯形的面积,.,f(i),S=,.,S,.,2,。,。,2.,4,4,4,解方程组：,

3、得交点：(8,4)，(2,2),问题：选谁为积分变量？,。,。,3.,3,3,得两切线的斜率为,故两切线为,其交点的横坐标为,。,。,S=,l1,l2,(),d,o,+d,r=(),元素法,1 取极角为积分变量，其变化区间为,以圆扇形面积近似小曲边扇形面积，得到面积元素：,.,.,4.曲边扇形的面积,dS,S,3 作定积分,.,r,a,圆上任一点所画出的曲线。,5.旋轮线,一圆沿直线无滑动地滚动，,来看动点的慢动作,圆上任一点所画出的曲线。,.,一圆沿直线无滑动地滚动，,5.旋轮线,2a,2a,a,x=a(t sint)y=a(1 cost),t 的几何意义如图示,t,a,当 t 从 0 2，

4、x从 0 2a,即曲线走了一拱,a,圆上任一点所画出的曲线。,5.旋轮线,.,一圆沿直线无滑动地滚动，,x=a(t sint)y=a(1 cost),将旋轮线的一拱一分为二，并倒置成挡板,6.旋轮线也叫摆线,单摆,x=a(t sint)y=a(1 cost),将旋轮线的一拱一分为二，并倒置成挡板,.,单摆,6.旋轮线也叫摆线,单摆,.,6.旋轮线也叫摆线,x=a(t sint)y=a(1 cost),将旋轮线的一拱一分为二，并倒置成挡板,两个旋轮线形状的挡板,使摆动周期与摆幅完全无关。在17世纪，旋轮线即以此性质出名，所以旋轮线又称摆线。,单摆,.,6.旋轮线也叫摆线,x=a(t sint)y

5、=a(1 cost),将旋轮线的一拱一分为二，并倒置成挡板,x=a(t sint),B,A,答案是：当这曲线是一条翻转的旋轮线。,最速降线问题:质点在重力作用下沿曲线从固定点A滑到固定点B，当曲线是什么形状时所需要的时间最短？,y=a(1 cost),7.旋轮线是最速降线,生活中见过这条曲线吗？,x=a(t sint),B,A,答案是：当这曲线是一条翻转的旋轮线。,最速降线问题:质点在重力作用下沿曲线从固定点A滑到固定点B，当曲线是什么形状时所需要的时间最短？,y=a(1 cost),.,生活中见过这条曲线吗？,7.旋轮线是最速降线,x=a(t sint),B,A,答案是：当这曲线是一条翻转的

6、旋轮线。,最速降线问题:质点在重力作用下沿曲线从固定点A滑到固定点B，当曲线是什么形状时所需要的时间最短？,y=a(1 cost),生活中见过这条曲线吗？,7.旋轮线是最速降线,.,x=a(t sint),B,A,答案是：当这曲线是一条翻转的旋轮线。,最速降线问题:质点在重力作用下沿曲线从固定点A滑到固定点B，当曲线是什么形状时所需要的时间最短？,y=a(1 cost),生活中见过这条曲线吗？,滑板的轨道就是这条曲线,7.旋轮线是最速降线,.,a,a,一圆沿另一圆外缘无滑动地滚动，动圆圆周上任一点所画出的曲线。,8.心形线,(圆外旋轮线),a,来看动点的慢动作,一圆沿另一圆外缘无滑动地滚动，动

7、圆圆周上任一点所画出的曲线。,.,8.心形线,(圆外旋轮线),a,a,a,2a,来看动点的慢动作,一圆沿另一圆外缘无滑动地滚动，动圆圆周上任一点所画出的曲线。,.,(圆外旋轮线),8.心形线,2a,r=a(1+cos),0 2,0 r 2a,P,r,一圆沿另一圆外缘无滑动地滚动，动圆圆周上任一点所画出的曲线。,.,(圆外旋轮线),8.心形线,a,a,一圆沿另一圆内缘无滑动地滚动，动圆圆周上任一点所画出的曲线。,9.星形线,(圆内旋轮线),a,a,来看动点的慢动作,一圆沿另一圆内缘无滑动地滚动，动圆圆周上任一点所画出的曲线。,.,9.星形线,(圆内旋轮线),a,a,一圆沿另一圆内缘无滑动地滚动，

8、动圆圆周上任一点所画出的曲线。,来看动点的慢动作,.,9.星形线,(圆内旋轮线),a,a,0 2,或,.,P,.,一圆沿另一圆内缘无滑动地滚动，动圆圆周上任一点所画出的曲线。,.,9.星形线,(圆内旋轮线),一直线沿圆周滚转（无滑动）直线上一个定点的轨迹,10.圆的渐伸线,a,一直线沿圆周滚转（无滑动）直线上一个定点的轨迹,.,a,10.圆的渐伸线,再看一遍,.,a,一直线沿圆周滚转（无滑动）直线上一个定点的轨迹,10.圆的渐伸线,.,a,一直线沿圆周滚转（无滑动）直线上一个定点的轨迹,10.圆的渐伸线,a,0,x,M,t,t,a,at,(x,y),试由这些关系推出曲线的方程,.,一直线沿圆周

9、滚转（无滑动）直线上一个定点的轨迹,10.圆的渐伸线,1.曲线关于 y=x 对称,2.曲线有渐进线 x+y+a=0,分析,3.令 y=t x,得参数式,故在原点，曲线自身相交.,11.狄卡儿叶形线,4.,x+y+a=0,曲线关于 y=x 对称,曲线有渐近线 x+y+a=0,.,11.狄卡儿叶形线,P,r,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,曲线在极点自己相交，与此对应的角度为=,.,.,.,.,.,距离之积为a2的点的轨迹,直角系方程,12.双纽线,.,所围面积,.,.,.,由对称性,.,12.例,求双纽线,0,r,r=a,曲线可以看作这种点的轨迹：,动点在射线上作等速运动,同时此射线

10、又绕极点作等速转动,从极点射出半射线,13.阿基米德螺线,0,r,曲线可以看作这种点的轨迹：,动点在射线上作等速运动,同时此射线又绕极点作等速转动,从极点射出半射线,.,13.阿基米德螺线,r=a,0,r,曲线可以看作这种点的轨迹：,动点在射线上作等速运动,同时此射线又绕极点作等速转动,从极点射出半射线,再看一遍,请问：动点的轨迹什么样？,.,13.阿基米德螺线,r=a,0,r,.,13.阿基米德螺线,r=a,0,r,r=a,.,13.阿基米德螺线,0,r,r=a,.,13.阿基米德螺线,r,这里 从 0+,8,r=a,0,2a,每两个螺形卷间沿射线的距离是定数,.,13.阿基米德螺线,0,r

11、,8,当 从 0,r=a,.,13.阿基米德螺线,r,0,.,这里 从 0+,8,.,.,14.双曲螺线,r,0,.,当 从 0,8,.,14.双曲螺线,15.,2,.,.,S=,=1+cos,3,r=3cos,由 3cos=1+cos,得交点的坐标,S,2,.,.,.,.,.,.,.,16.,1,令 cos2=0,由 sin 0,联立后得交点坐标,.,.,.,S=2,.,17.,1,s1,s2,.,.,.,.,.,.,s,S=,=1+cos,求由双纽线,.,.,.,.,由对称性,.,18.,a,内部的面积。,双纽线化成极坐标,令 r=0,S=,4,+,.,A(x),dV=A(x)dx,x,已

12、知平行截面面积为 A(x)的立体,.,a,V,以下是几个例子,19.平行截面面积为已知的立体的体积,b,半径为R的正圆柱体被通过其底的直径并与底面成角的平面所截，得一圆柱楔。求其体积。,R,o,x,y,20.,o,y,R,x,R,R,20.,.,半径为R的正圆柱体被通过其底的直径并与底面成角的平面所截，得一圆柱楔。求其体积。,o,y,R,x,x,y,R,R,.,.,.,.,y tan,问题：还有别的方法吗？,(x,y),截面积,A(x),.,半径为R的正圆柱体被通过其底的直径并与底面成角的平面所截，得一圆柱楔。求其体积。,20.,.,o,y,R,x,R,R,方法2,.,20.,半径为R的正圆柱

13、体被通过其底的直径并与底面成角的平面所截，得一圆柱楔。求其体积。,o,y,R,x,R,R,方法2,A,B,C,D,BC,DC,.,.,.,.,截面积,S(y),(x,y),=2x,=ytan,.,S(y),.,20.,半径为R的正圆柱体被通过其底的直径并与底面成角的平面所截，得一圆柱楔。求其体积。,R,x,o,y,R,21.,求以半径为R的圆为底，平行且等于底圆直径的线段为顶，高为h的正劈锥体的体积。,R,x,o,x,A(x),A(x),V=,.,.,.,.,R,y,21.,.,求以半径为R的圆为底，平行且等于底圆直径的线段为顶，高为h的正劈锥体的体积。,y,f(x),a,b,曲边梯形：y=f

14、(x)，x=a,x=b,y=0 绕 x轴旋转,22.求旋转体体积,f(x),a,b,x,.,.,111111111,.,曲边梯形：y=f(x)，x=a,x=b,y=0 绕 x 轴旋转,22.求旋转体体积,V=,x=g(y),c,d,曲边梯形：x=g(y)，x=0,y=c,y=d 绕 y轴,23.求旋转体体积,x=g(y),c,d,曲边梯形：x=g(y)，x=0,y=c,y=d 绕 y轴,.,23.求旋转体体积,x=g(y),c,d,y,.,.,.,23.求旋转体体积,.,曲边梯形：x=g(y)，x=0,y=c,y=d 绕 y轴,a,b,f(x),y,x,0,24.求旋转体体积 柱壳法,曲边梯形

15、 y=f(x)，x=a,x=b,y=0 绕 y 轴,x,dx,x,a,b,y,x,0,内表面积,.,dx,.,24.求旋转体体积 柱壳法,曲边梯形 y=f(x)，x=a,x=b,y=0 绕 y 轴,dV=,2 x f(x)dx,f(x),b,y,x,0,a,.,24.求旋转体体积 柱壳法,曲边梯形 y=f(x)，x=a,x=b,y=0 绕 y 轴,dV=,2 x f(x)dx,f(x),b,y,x,0,a,.,24.求旋转体体积 柱壳法,曲边梯形 y=f(x)，x=a,x=b,y=0 绕 y 轴,dV=,2 x f(x)dx,f(x),0,y,0,x,b,x,a,dx,.,24.求旋转体体积 柱壳法,曲边梯形 y=f(x)，x=a,x=b,y=0 绕 y 轴,dV=,2 x f(x)dx,f(x),f(x),Y,x,0,b,dx,0,y,z,.,a,.,曲边梯形 y=f(x)，x=a,x=b,y=0 绕 y 轴,24.求旋转体体积 柱壳法,dV=,2 x f(x)dx,x=g(y),c,d,x=g(y)绕 y 轴旋转,25.求旋转体侧面积A,x=g(y),c,d,x=g(y)绕 y 轴旋转,y,dA=2 g(y)ds,.,(ds是曲线的弧微分),.,.,故旋转体侧面积,25.求旋转体侧面积A,ds,谢谢使用,返回首页,.,