Слайд 1Первообразная
и интеграл
11 класс
Разработано учителем математики
Мавриной Т.В.
Слайд 2Содержание
Первообразная
Интеграл
а) неопределённый
б) определённый
Слайд 4Определение
Функция F(х) называется первообразной функции f(х) на промежутке Х, если
На
практике промежуток Х обычно не указывают, но подразумевают (область определения функции).
Например: функция у = х² является первообразной для функции у=2х, т.к. для любого х справедливо
(х²)´ = 2х.
Слайд 5Теорема 1
Если функция f(х) непрерывна при
, то для f(х) существует первообразная F(х) на Х.
Слайд 6Теорема 2
Если F(x) одна из первообразных функции f(x), на промежутке Х,
то у функции у = f(x) бесконечно много первообразных, и все они имеют вид у = F(x)+C.
Слайд 7Таблица первообразных
Зная формулы для нахождения производных, можно составить таблицу
для нахождения первообразных
Слайд 8Правила нахождения первообразных
Первообразная суммы равна сумме первообразных
Если F(x) – первообразная для
f(x), то к·F(x) – есть первообразная для к· f(x).
Если F(x) – первообразная для f(x), то первообразной для функции у= f(кx+m) служит функция у = 1/к· F(кx+ m)
Слайд 9Найдём одну из первообразных
Если f(x) равно:
1) f(x)=2х+х³
2) f(x)=4х-2
3) f(x)=х³-3х²+х-1
4) f(x)=4х⁵+2х+е
5) f(x)=х⁴+3х²+5
6)
f(x)=5cosx-3sin2x
Значит F(x) равно:
F(x)= х²+х⁴⁄4
F(x)=2х²-2х
F(x)=х⁴⁄4-2х³+х²⁄2-х
F(x)=2х⁶⁄3+х²+ех
F(x)=х⁵⁄5+х³+5х
F(x)=5sinx+3/2cosx
Слайд 10Ответить на вопрос:
какая функция является перообразной для функции
f(x)= 2sinx – cosx?
А) cosx - 2sinx
Б) 2cosx - sinx
В) -2cosx - sinx
Г) –cosx + 2sinx
Ответ: в
Слайд 11Выберите ответ, при котором предложение будет верно.
Функция F(x)
является
первообразной для функции f(x),
если: А) F'(x) = f(x)
Б) F'(x) = - f(x)
В) f'(x) = F(x)
Г) f(x) = F(x)
Ответ: А
Слайд 12Ответить на вопрос:
для какой функции первообразной является функция
F(x)=2x³+6x²+x-9?
А) f(x) = 1/4·x⁴+2x³+x²-9x
Б) f(x) = 2x⁴+6x³+x²-9x
В) f(x) = 6x²+12x+1
Г) f(x) = x⁴⁄2+2x³+1/2·x²-9x
Ответ: Г
Слайд 13Ответить на вопрос: производная какой из функций равна у = 4х
- 3х²?
А) F(x) = 2x³-2x²+C
Б) F(x) = 2x²-1/3·x+C
В) F(x) = 2x²-x³+C
Г) F(x) = 4x²-x⁴+C
Ответ: В
Слайд 14Задание №1. Найдите первообразную функции f(x), график которой проходит через точку
А.
а) f(x)=5х+х², А(0;3) б) f(x)=3х - 5, А(4;10)
Решение. а) Найдём первообразные
F(x)= 5х²⁄2+х³⁄3+ С, где С – произв.число.
Найдём это С:
т.к. график проходит через точку А(0;3), то
F(0)= 5·0²⁄2+0³⁄3+ С = С и равно 3. С=3
Значит производная, график которой проходит через т. А, имеет вид:
F(x)= 5х²⁄2+х³⁄3+3.
Слайд 15б) f(x)=3х - 5, А(4;10)
Решение. F(x)= 3х²⁄2-5х+С, где С –
произв. число.
F(4)= 3·4²⁄2-5·4+С=24-20+С=4+С и
4+С=10 => С=6, тогда
F(x)= 3х²⁄2-5х+6
Ответ: F(x)= 3х²⁄2-5х+6
Слайд 16Самостоятельно
Найдите первообразную функции f(x), график которой проходит через точку А, если:
1) f(x)=х²-5, А(3;4)
2) f(x)=2х²+3, А(-2;-5)
3) f(x)=(х-2)², А(0;2)
4) f(x)=cos3x, А(0;1)
Слайд 17Проверим ответы
1) F(x)= х³⁄3 - 5х + 10
2) F(x)= 2х³⁄3 +
3х + 6(1/3)
3) F(x)= х³⁄3 - 2х² + 4х + 2
4) F(x)= 1/3·sin3x + 1
Слайд 18Задание №2. Найдите первообразную функции f(x), значение которой при х =
х₀ равно у₀.
а) f(x)=10х⁴+х; х₀=0; у₀=6
Решение. F(x)= 10х⁵⁄5 + х²⁄2 + С =
= 2х⁵+ х²⁄2 +С, где С – произв. число.
Найдём С. Т.к. по условию F(x₀)=у₀,
то F(0)=2·0⁵+0²⁄2+С=С и равно у₀= 6.
Значит ответ: F(x)=2х⁵+х²⁄2+6
Слайд 19б) f(x)=2sin3x+4cos(x/2); х₀=π⁄3; у₀=0
Решение.
F(x)=-2·1/3·cos3x+4·2 sin(x/2)+С=
=-2/3·cos3x+8· sin(x/2)+С, где С-
пр. ч.
Найдём С. Т.к. по условию F(x₀)=у₀,
то F(π⁄3)=-2/3·cos π+8sin(π/6)+С=
=2/3+8·1/2+С=4(2/3)+С и равно 0.
Тогда С = -4(2/3).
Значит F(x)=-2/3·cos3x+8· sin(x/2)-4(2/3)
Слайд 20в) f(x)=4+6х²; х₀=2; у₀
Найдём С: т.к. F(х₀)= у₀ , то
F(2)= 4·2+6·2³⁄3+С= 8+16+С=24+С
и 24+С <0 => С <-24.
Пусть это будет (-25).
Тогда ответ F(x)= 4х+6х³⁄3-25
Слайд 21г) f(x)=2х³+х²+3; х₀=1; у₀>0
Решение. F(x)= 2х⁴⁄4+х³⁄3+3х+С, где С- пр.ч.
Найдём
С.
F(1)= 2·1⁴⁄4+1³⁄3+3·1+С = 3(5/6)+С,
но 3(5/6)+С>0 => С > - 3(5/6)
Пусть С=-1, тогда
F(x)= 2х⁴⁄4+х³⁄3+3х-1
Слайд 22Задание №3. Найдите множество первообразных функции f(x).
а) f(x) =sin²x
б) f(x) = sin5x·cos6x
Решение.
а) т.к. f(x) =sin²x
= (1 - cos2x)/2 = ½ - 1/2·cos2x,
то одна из первообразных равна:
F(x)=1/2·x - 1/4·sin2x.
Тогда множество всех перообразных равно F(x)=1/2·x-1/4·sin2x + С, где С –пр. число
Слайд 23 б) f(x) = sin5x·cos6x
Решение. т.к. f(x) = sin5x·cos6x =
=1/2·(sin11x-sinx),
то множество всех первообразных данной функции будет равно
F(x) =1/2·(-1/11·cos11x +cosx)+C =
= 1/2· cosx – 1/22 ·cos11x + С
Слайд 26
ИНТЕГРАЛ
Неопределённый
интеграл
Определённый
интеграл
Обозначение:
Слайд 28Определение:
Множество всех первообразных функции f(x) на некотором промежутке называется неопределенным
интегралом от функции f(x) на этом промежутке и обозначается
Слайд 29Основные свойства неопределенного интеграла.
т.е. постоянный множитель можно выносить за
знак интеграла
Слайд 30Основные свойства неопределенного интеграла.
Слайд 31Таблица основных неопределённых интегралов
Слайд 34Определение
Процесс нахождения интеграла называется интегрированием.
Интегрирование является операцией, обратной
дифференцированию
Слайд 35Историческая справка
Интегрирование прослеживается еще в древнем Египте, примерно в 1800 г.
до н.э, Московский математический папирус демонстрирует знание формулы объёма усеченной пирамиды.
Слайд 36Историческая справка
метод исчерпывания Евдокса (примерно 370 до н.э.), который
пытался найти площади и объемы, разрывая их на бесконечное множество частей, для которых площадь или объем уже были известны.
Первым известным методом для расчета интегралов является
Слайд 37Историческая справка
Этот метод был подхвачен и развит Архимедом, и
использовался для расчета площадей, парабол и приближенного расчета площади круга.
Слайд 38Историческая справка
Аналогичные методы были разработаны не зависимо в Китае в
3-м веке н.э. Лю Хуэйем, который использовал их для нахождения площади круга.
Слайд 39Историческая справка
Этот метод впоследствии использовали Цзу Чунжи и Цзу Гэн для
нахождения объема шара
Слайд 40Историческая справка
Следующий крупный шаг в исследование интегралов был сделан в Ираке,
в XI веке, математиком Ибн ал-Хайсаном
( известным как Alhazen в Европе), в своей работе «Об измерении параболического тела» он приходит к уравнению четвертой степени.
Слайд 41Историческая справка
Решая эту проблему, он проводит вычисления, равносильные вычислению определенного интеграла,
чтобы найти объем параболоида. Используя математическую индукцию, он смог обобщить свои результаты для интегралов от многочленов до четвертой степени.
Слайд 43Определение
Пусть функция y=f(x) определена и интегрируема на отрезке [a,b] и
пусть F(x) – некоторая ее первообразная. Тогда число F(b)–F(a) называется интегралом от а до b функции f(x) и обозначается
Слайд 44Определение
Криволинейной трапецией называется фигура, ограниченная
графиком функции f(x),
графиками
Слайд 45Формула Ньютона-Лейбница
Теорема: если функция у = f(x) непрерывна на отрезке [а;в],
то справедлива формула
Опираясь на эту формулу получаются следующие свойства определенного интеграла
Слайд 46Свойства определенного интеграла
Слайд 47Свойства определенного интеграла
Слайд 48Алгоритм вычисления площади криволинейной трапеции
Схематично изобразить график функции f(x).
Провести прямые x=a
и x=b.
Записать одну из первообразных F(x) функции f(x).
Составить и вычислить разность F(b) – F(a).
F(x)=… …
S = F(b) – F(a)=…- …
Слайд 49Вычислить площадь фигуры,
ограниченной линиями, используя формулу Ньютона-Лейбница
Вариант 1
f(x) = 2x
– 3
y = 0,
x = 3,
x = 5
Вариант 2
f(x) = – 2x – 3
y = 0,
x = – 5,
x = – 3
Слайд 50Рассмотрим графики функций
f(x) = 2x – 3
f(x) = – 2x –
Слайд 51Проверим решение
Если f(x) = 2x – 3
Вариант 1.
Слайд 52Проверим решение
Если f(x) = – 2x – 3
Вариант 2.
Слайд 53Вычисление площади плоских
фигур с помощью определенного интеграла
Площадь фигуры (S), ограниченной прямыми
х = а и х = в и графиками функций у = f(x) и y = g(x),
непрерывных на отрезке [а;в] и таких, что для любого хє[а;в] выполняется неравенство g(x)≤ f(x), вычисляется по формуле:
Слайд 54Например:
Вычислить площадь фигуры,
ограниченной графиками функций
Слайд 56Значит
Пределы интегрирования: от-2 до1
f(x)= - x²-2x+3 g(x)=x² - 1
Тогда
=
Слайд 58Запомним
Геометрический смысл определенного интеграла – это площадь криволинейной трапеции
Физический смысл определенного
интеграла – это…
(учебник: стр. 291)
Слайд 59Вычисление объема тела вращения
Объем тела, образованного вращением вокруг оси Ox
криволинейной трапеции, ограниченной кривой
у =f(x) отрезком оси абсцисс a ≤ x ≤ b и прямыми x=a; x=b, вычисляется по формуле
Слайд 60Например
Найти объем тела, полученного вращением вокруг оси Ox криволинейных трапеций, ограниченных
линиями
у= х² и у = √х
Слайд 62Решение
Искомый объем можно найти как
разность объемов, полученных
вращением вокруг оси Ox
криволинейных трапеций,
ограниченных
линиями у=√х и
у = х². Т.е.:
Слайд 64Применение интеграла
Площадь фигуры
Объем тела вращения
Работа электрического заряда
Работа переменной силы
Масса
Перемещение
Дифференциальное уравнение
Давление
Количество
теплоты
Слайд 65Найти площадь фигуры, ограниченной линиями
1) y=–3x²–2, x=1, x=2,
y=–1
2) у= 4x–x², y=0
3) y= x²–2x+3, x+y=5
4) y=x², y=⏐x⏐
Слайд 67Используемые ресурсы
автор шаблона: Фокина Лидия Петровна, учитель начальных классов МКОУ
«СОШ ст. Евсино» Искитимского района Новосибирской области
А.Г. Мордкович. Задачник. Алгебра и начала анализа 10-11 класс, -М., Дрофа,2012
А.Г. Мордкович. Учебник. Алгебра и начала анализа 10-11 класс, -М., Дрофа,2012
Г.В. Дорофеев. Сборник заданий для проведения письменного экзамена по математике за курс средней школы 11 класс. – М., Дрофа, 2008
Слайд 68Используемые ресурсы
http://static4.depositphotos.com/1000765/286/i/950/depositphotos_2868805-3d-small---think.jpg
http://awardwinningvideomarketing.com/img/pics/stick_figure_sitting_confused_500_wht.gif
http://nashashcola.ru/wp-content/uploads/2013/08/Velikie_matematiki-Arhimed_Zakon_Arhimeda-2.jpg
http://cs7010.vk.me/c540102/v540102299/2a4b7/gxoZstcDO4w.jpg
http://cdn2-b.examiner.com/sites/default/files/styles/image_content_width/hash/07/06/07060c3d798d1877de2dffd5882c8dfb.jpg?itok=Bf1WO6a0
http://1.bp.blogspot.com/_UAzEooLfuI8/RvU4t7vWjkI/AAAAAAAAA8U/4Yk8JThK_0g/s320/suntzu_portrait-rev.jpg