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多項式函數的積分

高中 12 年級 · 微積分

觀念

xyy = 3x² − 2x + 12面積 = 6-0.50.511.522.551015O

積分是微分的反運算:∫xndx=xn+1n+1+C\int x^n dx=\dfrac{x^{n+1}}{n+1}+C,逐項做即可。定積分 ∫abf(x)dx\int_a^b f(x)dx 由微積分基本定理計算:先找反導函數 FF,再算 F(b)−F(a)F(b)-F(a)。積分是線性的(∫(kf+g)=k∫f+∫g\int(kf+g)=k\int f+\int g),相鄰區間可以拼接。

例:∫(3x2−2x+1)dx=x3−x2+x+C\int(3x^2-2x+1)dx=x^3-x^2+x+C;∫02(3x2−2x+1)dx=(8−4+2)−0=6\int_0^2(3x^2-2x+1)dx=(8-4+2)-0=6。已知 f′(x)f'(x) 與 f(0)f(0) 就能積回 f(x)f(x) 並定出常數。

積分把「變化率」累積回「總量」:位移、功、累積收入、機率分布的面積都靠它。

例題

計算定積分 ∫03(x2−4) dx\displaystyle\int_{0}^{3} (x^{2}-4)\,dx(可為最簡分數)。

看解法與答案

先逐項積分求反導函數:F(x)=13x3−4xF(x) = \frac{1}{3}x^{3}-4x。

上限:F(3)=(13)(3)3−4(3)=9−12=−3F(3) = \left(\frac{1}{3}\right)(3)^{3} - 4(3) = 9 - 12 = -3。

下限:F(0)=(13)(0)3−4(0)=0F(0) = \left(\frac{1}{3}\right)(0)^{3} - 4(0) = 0。

微積分基本定理:F(3)−F(0)=−3−(0)=−3F(3) - F(0) = -3 - (0) = -3。

答案: −3-3

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