积分
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| 微积分学 | |
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多元微积分
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积分是高等数学中的一个核心概念,是微积分学与数学分析的基础之一。对于一个给定的实值函数 f(x) ,f(x) 在一个实数区间[a,b]上的定积分
可以理解为在Oxy-坐标平面上,曲线 f ,直线x = a、x = b 以及 x-轴围成的曲边梯形的面积。这是一个确定的实数。
f 的积分也可以理解为 f 的不定积分(或称原函数,参见条目不定积分)。 f 的不定积分是一个函数 F,它的导函数是函数 f 。以下提到的“积分”一词都指定积分。
积分的基本原理:微积分基本定理,由艾萨克·牛顿和戈特弗里德·威廉·莱布尼茨在十七世纪分别独自确立。微积分基本定理将微分和积分联系在一起,这样,通过找出一个函数的原函数,就可以方便地计算它在一个区间上的积分。积分和导数已成为高等数学中最基本的工具,并在自然科学和工程学中得到广泛运用。
积分的一个严格的数学定义由波恩哈德·黎曼给出(参见条目黎曼积分)。黎曼的定义运用了极限的概念,把曲边梯形设想为一系列矩形组合的极限。从十九世纪起,更高级的积分定义逐渐出现,有了对各种积分域上的各种类型的函数的积分。比如说,路径积分是多元函数的积分,积分的区间不再是一条线段(区间[a,b]),而是一条平面上或空间中的曲线段;在面积积分中,曲线被三维空间中的一个曲面代替。对微分形式的积分是微分几何中的基本概念。
对积分概念的推广来自于物理学的需要,并体现在许多重要的物理定律中,尤其是电动力学。现代的积分概念基于抽象代数学,主要是由亨利·勒貝格建立的勒贝格积分。
[编辑] 术语和表记
如果一个函数的积分存在,就说这个函数是可积的,这个函数叫做被积函数。进行积分的区域叫做积分域。一般来说,被积函数不一定只有一个变量,积分域也可以是不同维度的空间,甚至是没有直观几何意义的抽象空间。
一般来说,对于只有一个变量 x 的实值函数 f , f 在闭区间 [a, b] 上的积分记作
积分号 ∫ ,一个拉长的 S ,用来表示积分,a和b分别是积分的积分上限和积分下限。dx 则可以表示不同的含义,可以只表示 x 是 f 中要进行积分的那个变量(积分变量),在黎曼积分中表示分割区间的标记,在勒贝格积分中表示一个测度,或仅仅是一个独立的量(微分形式)。
对于一般的区间 J ,J 上的积分可以记作
如果变量不只一个,比如说在二重积分中,函数
在区域 D 上的积分记作
或者 
其中 dσ 与区域 D 对应,是相应积分域中的微分元。
= − a / 6(a − b)3當ax2 + bx + c = 0




