由导数的概念可知,它在任意时刻t的速度v(t)=y′(t).设这个物体在时间段[a,b]内的位移为s,你能分别用y(t),v(t)表示s吗?
答 由物体的运动规律是y=y(t)知:s=y(b)-y(a),
通过求定积分的几何意义,可得s=ʃv(t)dt=ʃy′(t)dt,
所以ʃv(t)dt=ʃy′(t)dt=y(b)-y(a).其中v(t)=y′(t).
小结 (1)如果f(x)在区间[a,b]上可积,且F′(x)=f(x),则ʃf(x)dx=F(b)-F(a).这个结论叫做微积分基本定理.
(2)运用微积分基本定理求定积分ʃf(x)dx很方便,其关键是准确写出满足F′(x)=f(x)的F(x).
思考2 对一个连续函数f(x)来说,是否存在唯一的F(x),使F′(x)=f(x)?若不唯一,会影响微积分基本定理的唯一性吗?
答 不唯一,根据导数的性质,若F′(x)=f(x),则对任意实数c,[F(x)+c]′=F′(x)+c′=f(x).
不影响,因为ʃf(x)dx=[F(b)+c]-[F(a)+c]=F(b)-F(a).
例1 计算下列定积分:
(1)ʃdx;(2)ʃ(2x-)dx;(3)ʃ(cos x-ex)dx.
解 (1)因为(ln x)′=,
所以ʃdx=ln x|=ln 2-ln 1=ln 2.
(2)因为(x2)′=2x,()′=-,
所以ʃ(2x-)dx=ʃ2xdx-ʃdx
=x2|+|=(9-1)+(-1)=.
(3)ʃ(cos x-ex)dx=ʃcos xdx-ʃexdx