在这个视频里,我要算出这个
我正在涂上黄色阴影的区域的面积。
具有挑战性的是,在整个区域,
我有同样的下边界的函数,
下面的边界是
y = x 平方/4 - 1,
但是我有不同的上边界,
我们的处理方法就是
是要把这个面积分成两部分,
或者说,把这个区域分成两个区域,左边的区域
和右边的区域,
对于这第一个区域--我涂成
更多黄色--对这第一个区域,
在整个的 x 的区间,
看起来 x 是在 0 到 1 之间,
y 等于 -- 当 x 等于 1 ,这个函数也等于 1,
当 x 等于 1 ,这个函数也等于 1,
所以,这个点就是 (1,1)
这是他们的交点,
所以,对这一部分,这里的这个分区域,
对整个分区域,y = 根下 x 是它的上边界,
这样我们就可以--我们可以
建立不同的--我们可以分别处理,计算出
这个区域的的面积。
从 x=1 到 x=2 ,
y = 2 - x 是上边界的函数,
我们来做一下。
我们首先来考虑第一个区域,
它就是从
x=0 到 x=1 的定积分
我们的上边界的函数是 根下 x ,x 的平方根,
我们要从它减去我们的下边界函数,
根下 x 减去 x平方/4 减去1,
当然我们有我们的 dx 。
这里,它表示黄色的区域面积。
你可以想象,这一部分,
这两个函数的差,
就是这个高度,
我用不同的颜色来做,
然后,你把它乘上 dx,
你得到一个宽度为 dx 的小矩形,
你对每一个 x 进行计算,
对不同的 x ,你得到不同的矩形,
然后,你把它们加在一起,
你求当 x 的变化趋于 0 的极限,
你就得到非常非常薄的矩形,
你有无限多的这样的矩形,
这就是我们对定积分的定义,
或者说就是黎曼定义,
这是左边区域的面积,
用完全相同的逻辑,
我们可以算出右边区域的面积,
这个右边的区域,--然后我们
只需把两个面积相加,
右边的区域,我们要从 x = 0 ,
到 x --对不起,是 x=1 到 x=2,
上面的函数 是 2 - x,
我们要从它减去下面的函数,
减去 x平方/4 -1,
现在我们只需求它的值。
这里,我们先对它进行简化,
这是
根下x - x平方/4 +1 dx从 0 到 1 的定积分,
我把它们用一个颜色来写,
加上
2 - x 减 x 平方/4 从 1 到 2 的定积分,
减去负值就是正 3,--不对,正 1,
我们把它加上这个 2,
这个 2 就变成 3,
我是说,2 减 -1 就是 3,dx
现在,我们只需要求反导数,
再求它在 1 和 0 的值。
那么,它的反导数就是,
这是 x 的 1/2 次方,
把它 加 1,
把指数加 1,你就得到 x 的 3/2次方,
然后乘以
新的指数的倒数,就从 2/3 变成 3/2,
减去-- x平方/4 的反导数
是 x 的 3 次方,除以 3,再除以 4,就是除以 12 ,
加 x 。
它就是 1 的反导数,
我们要计算它在 1 和 0 的值。
这里,反导数就是
3 x - x平方/2
- x 3次方/12,
再做一次,求它的值,--不应说再做一次--
我们要求 它在 2 和 1 的值,
在这里,你要求所有这些在 1 的值,
你得到 2/3 -1/12 + 1,
然后,你从中减去它们在 0 的值,
但它们都是 0,你啥也没得到。
这就是黄色部分简化的结果。
然后这个紫色区域,或者说这个品红色区域,
或者说浅紫色区域,不管叫它什么颜色吧,你先求它在 2 的值,
你得到 6 减去 --我们看看--2 的平方除以 2 就是 2,
减去 8/12,
然后,你要从它减去
它在 1 的值,
它就是 3乘以 1,就是 3,
减去 1/2 再减去 1/12,
现在我们剩下的工作,就是
把这些分数相加,
我们看我们是否做出来,
看起来,
12 是最明显的通用分母
这里,你有 8/12 减去1/12 加上 12/12
它就简化为 --什么?
这就是 19/12,这是黄色部分,
然后计算它,
6 减 2,就是 4,
我们可以把它写成 48/12,它就是 4,减去 8/12,
然后,我们要减去 3,也就是 36/12,
然后,我们要加上 1/2,也就是加上 6/12,
然后,我们要加上 1/12,
所有这些简化为--我们看,48 减 8,
是 40,减 36 是 4,加上 6 是 10,加1 是 11,
这样,它就成了加 11/12,
我来确认我做对了,
48 减 8 是 40,减36 是 4, 10, 11,
看起来这是正确的,
现在我们可以把它两个相加了,
19 加 11 是 30/12,
如果我们想简化它,
我们可以把分子分母除以 6 ,
它就等于 5/2 或者说 2 又 1/2,
我们就做完了。
我们算出了整个区域的面积,
它就是 2 又 1/2。