Area between curves with multiple boundaries
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0:01 - 0:04在这个视频里,我要算出这个
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0:04 - 0:07我正在涂上黄色阴影的区域的面积。
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0:07 - 0:11具有挑战性的是,在整个区域,
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0:11 - 0:13我有同样的下边界的函数,
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0:13 - 0:15下面的边界是
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0:15 - 0:17y = x 平方/4 - 1,
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0:17 - 0:19但是我有不同的上边界,
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0:19 - 0:21我们的处理方法就是
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0:21 - 0:23是要把这个面积分成两部分,
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0:23 - 0:27或者说,把这个区域分成两个区域,左边的区域
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0:27 - 0:28和右边的区域,
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0:28 - 0:31对于这第一个区域--我涂成
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0:31 - 0:34更多黄色--对这第一个区域,
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0:34 - 0:36它的整个的 x 的区间,
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0:36 - 0:40看起来 x 是在 0 到 1 之间,
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0:40 - 0:44y 等于 -- 当 x 等于 1 ,这个函数也等于 1,
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0:44 - 0:47当 x 等于 1 ,这个函数也等于 1,
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0:47 - 0:49所以,这个点就是 (1,1)
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0:49 - 0:50这是他们的交点,
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0:50 - 0:53所以,对这一部分,这里的这个分区域,
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0:53 - 0:57y = 根下 x 就是整个上面的边界,
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0:57 - 0:59这样我们就可以--我们可以
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0:59 - 1:03建立不同的--我们能分别处理,计算出
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1:03 - 1:05这个区域的的面积。
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1:05 - 1:08从 x=1 到 x=2 ,
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1:08 - 1:11y = 2 - x 是上边界的函数,
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1:11 - 1:12我们来做一下。
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1:12 - 1:15我们首先来考虑第一个区域,
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1:15 - 1:17它就是从
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1:17 - 1:20x=0 到 x=1 的定积分
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1:20 - 1:25我们的上边界的函数是 根下 x ,x 的平方根,
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1:25 - 1:28我们要从它减去我们的下边界函数,
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1:28 - 1:32根下 x 减去 x平方/4 减去1,
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1:39 - 1:42当然我们有我们的 dx 。
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1:42 - 1:46这里,它表示黄色的区域面积。
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1:46 - 1:50你可以想象,这一部分,
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1:50 - 1:52这两个函数的不同,
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1:52 - 1:53就是这个高度,
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1:53 - 1:55我用不同的颜色来做,
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1:58 - 2:00然后,你把它乘上 dx,
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2:00 - 2:03你得到一个宽度为 dx 的小矩形,
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2:03 - 2:07你对所有的 x 进行计算,
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2:07 - 2:09对不同的 x ,你得到不同的矩形,
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2:09 - 2:11然后,你把它们加在一起,
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2:11 - 2:15你求当 x 的变化趋于 0 的极限,
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2:15 - 2:17你就得到非常非常薄的矩形,
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2:17 - 2:18你有无限多的这样的矩形,
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2:18 - 2:21这就是我们对定积分的定义,
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2:21 - 2:23或者说就是黎曼定义,
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2:23 - 2:25这是左边区域的面积,
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2:25 - 2:27用完全相同的逻辑,
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2:27 - 2:29我们可以算出右边区域的面积,
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2:29 - 2:31这个右边的区域,--然后我们
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2:31 - 2:32只需把两个面积相加,
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2:32 - 2:34右边的区域,我们要从 x = 0 ,
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2:34 - 2:39到 x --对不起,是 x=1 到 x=2,
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2:39 - 2:42上面的函数 是 2 - x,
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2:42 - 2:47我们要从它减去下面的函数,
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2:47 - 2:50减去 x平方/4 -1,
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2:54 - 2:56现在我们只需求它的值。
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2:56 - 2:59这里,我们先对它进行简化,
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2:59 - 3:02这是 根下x - x平方/4 +1 dx
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3:02 - 3:09从 0 到 1 的定积分,
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3:09 - 3:12我把它们用一个颜色来写,
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3:12 - 3:19加上 2 - x
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3:19 - 3:21减 x 平方/4,
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3:21 - 3:25然后 减去负值就是正 3,--不对,正 1,
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3:25 - 3:27我们把它加上这个 2,
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3:27 - 3:29这个 2 就变成 3,
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3:29 - 3:35我是说,2 减 -1 就是 3,
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3:35 - 3:37现在,我们只需要求反导数,
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3:37 - 3:39求它在 1 和 0 的值。
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3:39 - 3:42那么,它的反导数就是,
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3:42 - 3:43这是 x 的 1/2 次方,
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3:43 - 3:45把它 加 1,
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3:45 - 3:48把指数加 1,你就得到 x 的 3/2次方,
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3:48 - 3:49然后乘以
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3:49 - 3:54新的指数的倒数,
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3:54 - 3:56减去-- x平方/4 的反导数
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3:56 - 4:02是 x 的 3 次方,除以 3,再除以 4,就是除以 12 ,
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4:02 - 4:04加 x 。
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4:04 - 4:06它就是 1 的反导数,
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4:06 - 4:10我们要计算它在 1 和 0 的值。
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4:10 - 4:12这里,反导数就是
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4:12 - 4:203 x - x平方/2
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4:20 - 4:22- x 3次方/12,
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4:22 - 4:24再做一次,求它的值,--不应说再做一次--
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4:24 - 4:28我们要求 它在 2 和 1 的值,
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4:28 - 4:31在这里,你要求所有这些在 1 的值,
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4:31 - 4:36你得到 2/3 -1/12 + 1,
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4:36 - 4:38然后,你从中减去它们在 0 的值,
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4:38 - 4:41但它们都是 0,你啥也没得到。
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4:41 - 4:44这就是黄色部分简化的结果。
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- Title:
- Area between curves with multiple boundaries
- Description:
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- Video Language:
- English
- Team:
Khan Academy
- Duration:
- 06:54
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ningshuKA edited Chinese, Simplified subtitles for Area between curves with multiple boundaries | |
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