fx|微积分的基本思想,三重积分在现实生活中的作用
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为什么我们在现实生活中会需要三重积分 。 我们要把它分解开来 。 我们先来分析一下 , 为什么我们需要积分 , 然后是二重积分 , 最后是三重积分 。
如何理解积分对于简单的图形 , 我们有现成的公式来求它们的面积 。
但我们如何求下面图形的面积呢?
答案是 , 我们可以使用积分 。 描这里的积分就可以理解为曲线下面的面积 。 假设我们想求一条奇怪的曲线下面的面积 , 它看起来像这样:
用公式法求这样的面积是很困难的 。 我们希望用更简单的形状去近似或者代替它 , 比如矩形 , 面积公式是长乘以宽 。 那我们为什么不在曲线下画一堆矩形 , 求这些矩形的面积 , 然后把所有的小矩形面积加起来 , 来近似计算曲线下的面积 , 就像这样:
这是个不错的近似值 , 值为所有绿色矩形的面积之和 。
每个矩形都有相同的宽度 , 以使计算更容易 。 宽度等于一个我们称之为Δx的量(概念上 , Δx是x的变化) 。 每个矩形的高度是不同的 , 但它是由函数f(x)给出的 , 由图中弯曲的黑线表示 。
为了体现高度是不同的 , 从左边开始的第一个矩形的高度是f(x?) , 第二个矩形的高度是f(x?) , 以此类推 。 一般来说 , 第i个矩形的高度为f(x?) 。
矩形的面积是高度乘以宽度 , 所以其中一个矩形的面积等于f(x?)*Δx 。 如果我们把所有的矩形面积加起来 , 我们就可以得到曲线下的近似面积 。
但是我们的近似值并不那么精确 , 我们可以通过增加矩形的数量使近似值更准确 , 就像这样:
注意 , Δx现在更小了 。 而且 , 这个和比上一个更准确 。 我们可以继续把图形分成越来越小的矩形 , 使
这个总和被称为积分 。 积分就是这样写出来的 。
积分符号∫看起来像一个大的S 。 当一个叫戈特弗里德-莱布尼茨的德国人发展微积分时 , 他认为积分是一个无限的和 。 dx \"代表Δx , 即每个矩形的宽度 , 它现在是无限小的 。 这个 \"dx \"被称为微分 。
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