一、求平面图形的面积#
求曲线y=f1(x),y=f2(x)(均连续),x=a,x=b,(a<b)围成的平面图形面积,为:
S=∫ab∣f2(x)−f1(x)∣dx
二、求夹在两平面间的立体的体积#
设Ω为一空间立体,它夹在垂直于Ox轴的两平面x=a,x=b之间(a<b),我们称Ω为位于[a,b]上的空间立体。在区间[a,b]上任取一点x处,做垂直于Ox轴的平面,它截得立体Ω的截面面积显然是x的函数,设x为连续函数,记为A(x),x∈[a,b],称为空间立体Ω的界面面积函数。那么该立体的体积为:
V=∫abA(x)dx如果要求连续曲线y=f(x),Ox轴及直线x=a,x=b所围成的曲边梯形绕Ox轴旋转而成的旋转体体积Vx,那么就把旋转体看成夹在两平行平面x=a,x=b之间,那么在[a,b]上的任意一点x处做#平行两底面的平面与立体相截,截面面积为:
A(x)=π∣f(x)∣2=πf2(x)代入上面体积公式,得:
Vx=π∫abf2(x)dx如果要求连续曲线y=f(x),直线x=a,x=b,(0≤a<b)所围成的曲边梯形绕Oy轴旋转而成的旋转体体积Vy,那么就在[a,b]上的任意一点x处,取出以Ox长度为半径的圆柱面与立体相截,截面面积为:
S(x)=2πx∣f(x)∣将该柱体分为无数个很薄的空心柱体,厚度为dx,由于厚度很薄,那么认为内外圆柱面面积相等,为f(x),得到该部分的体积:
ΔVy≈=≈π(x+dx)2∣f(x)∣−πx2∣f(x)2πx∣f(x)∣dx+π∣f(x)∣dx⋅dx2πx∣f(x)∣dx
3、计算平面曲线弧长#
设A,B是平面曲线弧Γ上的两个端点,在Γ上依次取点A=M1,M2,M3,⋯,Mn=B,做折线M0M1M2⋯Mn,以sn记此折线的长,则:sn=∑i=1nMi−1Mi,记λ=max1≤i≤nMi−1Mi,若limλ→0sn存在,且此极限与曲线弧长上点Mi的取法无关,则该曲线Γ是可求长的。
若Γ参数方程为
{x=φ(t),y=ψ(t),α≤t≤β则弧长s为:
s=∫αβφ′2(t)+ψ′2(t)dt若Γ曲线方程为
y=f(x),a≤x≤b则弧长s为:
s=∫ab1+f′2(x)dx若Γ曲线方程为
{x=ψ(y),y=y,则弧长s为:
s=∫cd1+ψ′2(y)dy若Γ极坐标方程为
r=r(θ)则弧长s为:
s=∫αβr2(θ)+r′2(θ)dθ同时还有弧长的微分公式:
ds=(dx)2+(dy)2
四、求旋转体的侧面面积#
由连续曲线y=f(x),x轴及直线x=a,x=b所围平面图形绕x轴旋转所形成的旋转体的侧面面积Sx,可以看做是无数小区间的侧面积ΔSx,而ΔSx可以看成是上底半径为∣f(x)∣,下底半径为∣f(x+Δx)∣,母线为曲线弧长Δs的圆台的侧面积,因此 得到ΔSx的计算公式:
ΔSx≈2π∣f(x)∣1+f′(x)Δx那么计算积分为:
Sx=2π∫ab∣f(x)∣1+f′2(x)dx