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微积分-微积分的基本定理

如何理解积分就是求导的逆运算

以之前的距离速度函数为例

要求0-8秒内的任意时间车子所行驶过的距离

微积分-微积分的基本定理

我们知道,关于速度的函数图像如下图

微积分-微积分的基本定理

上面的问题就变成了求函数图像下面的面积,就是我们通常所说的积分

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我们计算出某一段的恒定速度与时间差的乘积

(第一秒的速度为7m/s,以这一点起点出的速度为恒定速度,时间差为1s)

微积分-微积分的基本定理
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然后通过近似得到精确解

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比如我们从1s开始,此时的车速是7,到1.25s,车速是8.4

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我们就将值取为开始点7,当区间趋近与0时,这个速度的值将会越精确

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这个时间段内,车子移动的距离是7*0.25=1.75m,也就是小长方形的面积

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要求面积的和,即把每一个小格的面积加起来

我们用积分符号 ∫ 0 8 \int_0^8 {} ∫08​来表示从0-8区间的每一个相加的和

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不用加和 ∑ \sum_{} ∑​符号是因为这个值是一个近似值

所以当dt趋近于0的时候,我们就能得到精确解

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这个计算过程既是函数v(t)的积分

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现在,图像下面的面积就是距离

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面积是距离,横轴是时间,距离**/**时间就是速度

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由导数的定义可知

时间的微小变化dt,导致函数值的变化就是ds,它的高度就是这一点的速度v(t)的值

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增加的面积 d s = v ( T ) d T ds=v(T)dT ds=v(T)dT,当dt趋近于0时,它的值就等于函数的值

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当dt趋近于0时,它的值就等于函数的值

面积的导数等于速度函数v(T)本身

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

这就是说 v ( T ) v(T) v(T)这个函数 t ( 8 − t ) t(8-t) t(8−t)就是距离函数的导数,我们把 t ( 8 − t ) t(8-t) t(8−t)变换回去就是距离函数

微积分-微积分的基本定理
微积分-微积分的基本定理

什么函数的导函数是 t ( 8 − t ) t(8-t) t(8−t),

即 8 t − t 2 8t-t^2 8t−t2

先看左边8t,前面学过 t 2 t^2 t2的导数是2t,前面乘以4,即 4 ∗ t 2 4*t^2 4∗t2

右边 − t 2 -t^2 −t2,我们知道 t 3 t^3 t3的导数等于 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,

求得原函数为:

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同样,我们在函数后面加上任意常数,因为常数的导数是0,所以它的导数依然不变,

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相当于上下挪动图像,图像的斜率不改变

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从0-8s积分就是

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对1-7s积分就是

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总结:

求图像下面积的函数,就是求导数是原函数的函数

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