积分
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| 微积分学 | |
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一元积分
多元微积分
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积分是微积分学与数学分析的一个核心概念。通常分为定积分和不定积分两种。直观地说,对于一个给定的正实值函数 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,由曲线 (x,f(x)) 、直线x = a,x = b 以及 x 轴围成的曲边梯形的面积值(一仲确定的实数值)。
f 的不定积分(或称原函数)是任何函数 F ,它的导函数是函数 f ;不定积分不是唯一的:只要 F 是 f 的不定积分,那么 F + C 也是(C为常数),但除此以外, f 也没有別的不定积分了,因此 f 的不定积分在相差一个常数的意义下唯一。
下文提到的“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测度论,主要是由昂利·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




