微积分的进一步应用
微元法
曲边梯形的面积的求法.
dA=f(x)dx (矩形面积=底高)
A==
整体量由局部围成,将实际问题抽象为定积分.从整体着眼,从局部入手,小区间在极限过程中缩小为一点.将区间上的整体量化成区间上一点的微分,亦称为微元,然后对区间上的各点无限累加――连续作加.
平面区域的面积.
直角坐标系
平面区域:
参数方程
曲线是参数方程x=(t) ,y=(t) ,(t) ,(t)及在[a,b]上连续,且(t)=a, (t)=b. D由曲线x=(t) ,y=(t)及直线x=a与x=b围成,区域的面积
A=
例1. 椭圆 x=a cost y=b sint
A= =ab
=
=(x-sin2x)
=ab
例2 旋轮线:x=a(t-sint) y=a(1-cost) (a )
一拱与x轴围成的区域的面积
A=
=3
3.极坐标
A=()
A==
3 圆 (0<)
A==
双纽线.(a>0)围成区域.
A=
=
5.三叶玫瑰线
=
三.平面曲线的弧长
定义:若当时
L(T)=L
MN可求长,其长为L
Th1. f(x)在区间[a,b]上可导,且连续,则在[a,b]上的曲线可求长,且弧长
L= (1)
式是弧长公式。
证明:
=
=
L=
f(x)=在[0,a]上的弧长
解:
=
=
例10. 求曲线的全长
由公式(1) 曲线的全长
令= dx=2tdt 当x=0时t=0 节当x=1时t=1
则=
=1+
2.参数方程
Th2.参数方程 ()
在上连续,则
例 11 求半径为r的圆的周长
解:*
例 12 星形线的全长
3.极坐标 表示在上连续
B. 求心脏线的全长
变 力 作 功
例 1 空气活塞机的活塞面积是,在等温的压缩过程中,活塞由处(气体体积)压缩到,此时气体体积,求空气压缩机在这段压缩过程中消耗的功。
解:
其中是比例常数。在上任意一点,气体体积,即。活塞面上的总压缩。在点活塞运动了,则在点空气压缩机消耗的功微元是: