积分

维基百科,自由的百科全书
跳转到: 导航, 搜索
微积分学
\text{e} = \lim_{n\to\infty} \left(1+\frac{1}{n}\right)^n
函数 · 导数 · 微分 · 积分
      

积分微积分学与数学分析的一个核心概念。通常分为定积分不定积分两种。直观地说,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

\int_a^b f(x)\,dx

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 轴围成的曲边梯形面积值(一种确定的实数值)。

f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 Ff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 ff在闭区间 [a,b]上的积分记作

\int_a^b f(x)\,dx .

积分号\int ,一个拉长的S(summa:求和的首字母),用来表示积分,ab分别是积分的积分下限积分上限dx 则可以表示不同的含义,可以只表示xf 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

\int_J f(x)\,dx .

如果变量不只一个,比如说在二重积分中,函数 f(x,y)\,\! 在区域 D 上的积分记作

\iint_{D} f(x,y)\,\!\, d\sigma 或者 \iint_{D} f(x,y)\,\!\, dxdy

其中 dσ 与区域 D 对应,是相应积分域中的微分元

\int_a^b(ax^2+bx+c) \,dx = − a / 6(ab)3ax2 + bx + c = 0

[编辑] 积分的种类

[编辑] 參見

个人工具
名字空间
操作
导航
帮助
工具
其他语言