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微積分-微積分的基本定理

如何了解積分就是求導的逆運算

以之前的距離速度函數為例

要求0-8秒内的任意時間車子所行駛過的距離

微積分-微積分的基本定理

我們知道,關于速度的函數圖像如下圖

微積分-微積分的基本定理

上面的問題就變成了求函數圖像下面的面積,就是我們通常所說的積分

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我們計算出某一段的恒定速度與時間差的乘積

(第一秒的速度為7m/s,以這一點起點出的速度為恒定速度,時間差為1s)

微積分-微積分的基本定理
微積分-微積分的基本定理

然後通過近似得到精确解

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比如我們從1s開始,此時的車速是7,到1.25s,車速是8.4

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我們就将值取為開始點7,當區間趨近與0時,這個速度的值将會越精确

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這個時間段内,車子移動的距離是7*0.25=1.75m,也就是小長方形的面積

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要求面積的和,即把每一個小格的面積加起來

我們用積分符号 ∫ 0 8 \int_0^8 {} ∫08​來表示從0-8區間的每一個相加的和

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不用加和 ∑ \sum_{} ∑​符号是因為這個值是一個近似值

是以當dt趨近于0的時候,我們就能得到精确解

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這個計算過程既是函數v(t)的積分

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現在,圖像下面的面積就是距離

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面積是距離,橫軸是時間,距離**/**時間就是速度

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由導數的定義可知

時間的微小變化dt,導緻函數值的變化就是ds,它的高度就是這一點的速度v(t)的值

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增加的面積 d s = v ( T ) d T ds=v(T)dT ds=v(T)dT,當dt趨近于0時,它的值就等于函數的值

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當dt趨近于0時,它的值就等于函數的值

面積的導數等于速度函數v(T)本身

d s d T = v ( T ) \frac{ds}{dT} \quad=v(T) dTds​=v(T)

這就是說 v ( T ) v(T) v(T)這個函數 t ( 8 − t ) t(8-t) t(8−t)就是距離函數的導數,我們把 t ( 8 − t ) t(8-t) t(8−t)變換回去就是距離函數

微積分-微積分的基本定理
微積分-微積分的基本定理

什麼函數的導函數是 t ( 8 − t ) t(8-t) t(8−t),

即 8 t − t 2 8t-t^2 8t−t2

先看左邊8t,前面學過 t 2 t^2 t2的導數是2t,前面乘以4,即 4 ∗ t 2 4*t^2 4∗t2

右邊 − t 2 -t^2 −t2,我們知道 t 3 t^3 t3的導數等于 3 t 2 3t^2 3t2,乘以 − 1 3 -\frac{1}{3} \quad −31​,即 − 1 3 ∗ t 3 -\frac{1}{3}*\quad t ^3 −31​∗t3,

求得原函數為:

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同樣,我們在函數後面加上任意常數,因為常數的導數是0,是以它的導數依然不變,

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相當于上下挪動圖像,圖像的斜率不改變

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從0-8s積分就是

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對1-7s積分就是

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總結:

求圖像下面積的函數,就是求導數是原函數的函數

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