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十面积的计算(第2页)

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pP、p1P′就相应地表示函数在x和x′那两点的值y和y′。

结果,无论P和P′点在AD上什么地方,我们都可以将y和y′找出来,所以y是x的函数,可以写成:

y=f(x)

这个函数就是BC曲线所表示的。

现在,再来求面积S的值吧!

将前面的四个矩形,再分成一些数目更多的较小的矩形。

由下图就可看明白,那些从曲线上画出的和AD平行的短线都比较挨近曲线;而斜纹所表示的部分也比上面的减小了。

因此,用这些新的矩形的面积的和来表示所求的面积S=1+2+3+……+12,比前面所得的误差就小得多。

再把AD分成更小的线段,比如是Ax1、Ax2、Ax3……由各点到曲线BC的距离设为y1、y2、y3……这些矩形的面积就是:

而总共的面积就等于这些小面积的和,所以:

若要想得出一个精确的结果,只需继续把AD分得段数一次比一次多,每段的间隔一次比一次短,每次都用各个小矩形的面积的和来表示所求的面积。

那么,S和这所得的近似值,误差便越来越小了。

这样做下去,到了极限,就是说,小矩形的数目是无限多,而它们每一个的面积便是无限小,这一群小矩形的和便是真实的面积S。

但是,所谓数目无限的一些无限小的量的和,它的极限,照前节所讲过的,就是积分。

所以我们刚才所讲的例子,就是积分在几何上的运用。

所求的面积S,就是x的函数y对x的积分。

换句话说,求一条曲线所切成的面积,必须计算那些连续的近似值,一直到极限,这就是所谓的积分。

到这里,为了要说明积分的原理,我们已举了两个例子:第一个,是说明积分法就是微分法的还原;第二个,是表示出积分法在几何学上的意味。

将这些范围和形式都不相同的问题的解决法贯通起来,就可以明白积分法的意义,而且还可以扩张它的使用范围,不是吗?我们讲诱导函数的时候,也是一步一步地逐渐弄明白它的意义,同时也就扩张了它活动的领域。

积分法既然是它的还原法,自然也可以照做了。

比如说,前面我们只是用它来计算面积,但如果我们用它来计算体积,也一样。

我们早就知道立方柱的体积等于它的长、宽、高相乘的积,假如我们所要求的那个物体的体积有一面是曲面,我们就可以先把它分成几部分,按照求立方柱的体积的方法,将它们的体积计算出来,然后将这几个积加在一起,这就是第一次的近似值了。

和前面一样,我们可以再将各部分细化,求第二次、第三次……的近似值。

这些近似值,因为越分项数越多,每项的值越小,所以近似程度就逐渐加高。

到了最后,项数增到无限多,每项的值变成了无限小,这些和的极限,就是我们所求的体积,这种方法就是积分。

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