设I=∫(1~0)e^(x^2) dx那么∫(1~0)∫(1~0)e^(x^2+y^2) dxdy=∫(1~0)e^(x^2) dx∫(1~0)e^(y^2) dy=I^2。
定积分定义:设函数f(x) 在区间[a,b]上连续,将区间[a,b]分成n个子区间[x0,x1], (x1,x2], (x2,x3], …, (xn-1,xn],其中x0=a,xn=b。可知各区间的长度依次是:△x1=x1-x0,在每个子区间(xi-1,xi]中任取一点ξi(1,2,...,n)。
该和式叫做积分和,设λ=max{△x1, △x2, …, △xn}(即λ是最大的区间长度),如果当λ→0时,积分和的极限存在,则这个极限叫做函数f(x) 在区间[a,b]的定积分。
并称函数f(x)在区间[a,b]上可积。[1]其中:a叫做积分下限,b叫做积分上限,区间[a, b]叫做积分区间,函数f(x)叫做被积函数,x叫做积分变量,f(x)dx 叫做被积表达式,∫ 叫做积分号。
定积分的求值可以通过多种方法,包括使用基本积分公式、换元法、分部积分法、定积分的性质等。以下是其中一些常用的方法和公式:
基本积分公式:这是一组常见函数对应的积分公式。例如:
∫x^n dx = (x^(n+1))/(n+1) + C,其中 n ≠ -1
∫e^x dx = e^x + C
∫sin(x) dx = -cos(x) + C
∫cos(x) dx = sin(x) + C
换元法(代换法):通过引入新的变量进行变换,将被积函数转化为更容易积分的形式。常见的换元法有:
代数换元法
三角换元法
指数换元法
对数换元法
分部积分法:用于将一个积分的乘积形式进行分解。公式为:
∫u dv = uv - ∫v du
定积分的性质:
∫[a,b] f(x) dx = -∫[b,a] f(x) dx(积分的反向性)
∫[a,b] (f(x) + g(x)) dx = ∫[a,b] f(x) dx + ∫[a,b] g(x) dx(积分的线性性)
∫[a,b] kf(x) dx = k∫[a,b] f(x) dx(积分的标量乘法性)
若 f(x) 在闭区间 [a,b] 上连续,且在 [a,b] 上 f(x)≥0,则 ∫[a,b] f(x) dx ≥ 0(定积分的非负性)
以上只是一些常见的方法和公式,实际上,定积分的求值可能需要结合具体的被积函数和积分区间,根据问题的要求选择适当的方法。对于复杂的函数或问题,有时候需要运用数值计算方法来近似求解定积分的值。