Реферат по предмету "Астрономия"


Формула Н ютона Лейбінца





Міністерство освіти України


Коломийське В П У-17


Реферат


На тему:

Формула Ньютона – Лейбніца.


Учня групи № 15


Лінькова А.М.


Коломия 2002р.




Безпосередньо за означенням інтеграли легко обчислювати лише для най- простіших функцій, таких, як y
=
k
x
,
y
=
x
²
Для інших функцій, наприклад тригонометричних, оьчислення границь сум ускладнюється.


Виникає запитання: чи не можна обчислювати інтеграли іншим способом? Такий спосіб був знайдений лише у ХVII ст. англійським вченим Ісааком Ньютоном (1643 – 1727) і німецьким математиком Готфрідом Лейбніцом (1646 – 1716). Строге доведення формули Ньютон – Лейбніца дають у курсі матема-тичного аналізу. Ми лише проілюструємо правильность формули геометрич-ним міркуванням.






.


Нагадаємо задачу про площу криволінійної трапеції. Було встановленно, що






S






f






x






dx






a






b






=






ò






,






(






)







що




Виберемо довільну точку x є [
a;
b]
і проведемо через


неї пенпендикуляр
хК
до осі
Ох
. Площа фігури
а А К х


змінюється зі змінною
х
. Позначемо цю функцію че-


рез
S
(
x
)
і покажемо, що існує її похідна причина, при-


чому

(
x
)=ƒ(
x
)
,
де
y
=ƒ(
x
)
– підінтегральна функція,


графік якої обмежує криволінійну трапецію.
Інакше


кажечи, покажемо, що
S
(
x
)
є первісною для
ƒ(
x
)
.


Надамо змінній
x
приросту
Δ
x
, вважаючи ( для спрощення міркування), що
Δ
x
> 0
. Тоді й фенкція
S
(
x
)
набуде приросту
Δ
S
(
x
)
. У курсі математичного аналізу доводиться, що неперервна на відрізку
[
a
;
b
]
функція
y
=ƒ(
x
)
досягає на цьому найбільшого і найменшого значень. Оскільки підінтегральна функція
y
=ƒ(
x
)
є неперервною на відрізку
[
x
,
x
+
Δ
x
]
, то вона досягає на цьому відрізку найменшого і найбільшого значень. Отже,


m
Δ
x
<
Δ
S
(
x
) <
M
Δ
x






Поділивши всі частини цієї нерівності на, одержимо


За непервністю функції
y
=ƒ(
x
)


lim m =lim M = ƒ(x)






D






®






D






D






=






D






®






D






D






=






¢






¢






=






lim






0






(






)






(






).






lim






0






(






)






(






),






(






)






(






),






тоді






x






S






x






S






f






x






x






S






x






x






S






x






то






S






x






f






x






тобто


Δ
x→0
Δ
x→0







Але



Оскільки



функція є однією з первісних функції
y=ƒ(x )
.


Позначимо через
F
(
x
)
будь-яку первісну для функції
y
=ƒ(
x
)
. За основною властивістю первісної будь-які первісні для однієї і тієї самої функції можуть відрізнятися лише сталим додатком
C
. Тому


S
(
x
) =
F
(
x
)+
C
.
(1)


При
x
=
a
криволінійна трапеція вироджується у відрізок
a
A
, тому
S
(
x
) = 0
.


Підставивши у рівність (1) замість
х
число
а
, а замість
S
(
x
)
число
0
, одер-жимо
C
= -
F
(
a
)
. Після підстановки замість
C
у рівність (1) його значення маємо


S
(
x
) =
F
(
x
)-
F
(
a
).
(2)


Коли
x
=
b
, то площа криволінійної трапеції дорівнює числу
S
=
S
(
b
)
. Крім того, за цією умови рівність (2) матиме вигляд


S
(
b
) =
F
(
b
)-
F
(
a
).


Раніше було встановлено, що площа криволінійної трапеції дорівнює


b


значенню ∫ ƒ(x) dx.
Тому можна зробити висновок, що


a


b


∫ ƒ(x) dx =
F
(
b
)-
F
(
a
).
(3)


a






)






x






a






b






(


Це і є формула Ньютона-Лейбніца, яка показує, що значення інтегралу на відрізку

[
a
;
b
] дорівнює різниці значень первісної підінтегральної функції при

x
=
b
i

x
=
a
.





F


Різницю
F(b)-F(a)
позначають.
Тому рівність (3) можна записати так:




=






(






)






(






)






f






x






dx






F






x






b






b






ò






a






a


Розвязання роглянутих раніше двох задач про площі трикутника і фігури, обмеженої параболою, значно спрощується, якщо використати формулу Ньютона – Лейбніца. Справді,






S






ò






D






=






=






=






-






=






o






k






o






k






OAB






xdx






x






k






k






2






0






2






2






2


(кв. од.);












o






3






3






3






o


(кв. од.).



П р и к л а д 3. Обчислимо за формулою

Ньютона – Лейбніца площу фігури,


обмеженої зверху синусоїдою
y
=
sin
x
,




x






i






x






=






=






p






p






4






2


знизу – віссю
Ох
, а з боків – прямими

.






S






x






dx






x






p






p






p






p






p






p






ò






=






=






-






=






-






-






æ






è






ç






ö






ø






÷






=






-






-






æ






è






ç






ç






ö






ø






÷






÷






=






4






2






sin






cos






2






4






cos






2






cos






4






0






2






2






2






2


Розв’
язання:

( кв. од.).






j






j






±






=






±






=






=






+






ò






ò






ò






ò






ò






ò






ò






ò






a






b






a






b






a






b






a






b






a






b






a






b






a






c






a






b






f






x






x






dx






f






x






dx






x






dx






k






f






x






dx






k






f






x






dx






f






x






dx






f






x






dx






x






dx






1






.






2






.






,






.






3






.






,






)






(






)






(






)






(






)






(






)






(






)






(






)






(






)






(






)






(






)






(


Запишемосимволічно основні властивості інтеграла, які випливають із властивостей первісної та формули Ньютона – Лейбніца. Їх неважко довести, користуючись означенням інтеграла:




k







R






.






Î


де

тобто якщо відрізок
[
a
;
b
]
розбито на два






+






+






ò






ò






+






=






4






.






1






,






a






b






ka






p






kb






p






f






kx






p






dx






k






f






t






dt






)






(






)






(


відрізки точкою
с
, то інтеграл на відрізку
[
a
;
b
]
дорівнює сумі інтегралів на від- різках
[
a
;
b
]
i
[
a
;
c
].




де


Доведіть самостійно перші три властивості. Останню иластивість доведен-но в курсі математичного аналізу.






p






)






(






4






x






dx






cos






3






-






ò






x


Приклад 4. Обчислити








0


Розв

язання:






2






+






ò






)






(






2






2






x






dx


Приклад 5. Обчислити




1


Розв

язання:
















4






è






ø






3


Приклад 6. Обчислити






p


Розв’яззати:




Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.