如何理解定积分原始定义中的极限符号? | 您所在的位置:网站首页 › 定积分怎么求极限 › 如何理解定积分原始定义中的极限符号? |
对楼主能主动性的来思考定积分定义的问题,表示很赞! 为了系统型的解释此问题,我将从定积分的原始定义到精确的定义,逐步讲解,并将此推导过程起名为: 从原始定义到精确定义,定积分你走了几步?下面给出定积分的原始定义和精确定义: 看到上面这张图,我想我们至少在心中有这样的三个疑问: 其中第一个疑问,就是楼主提问的,为什么会出现lambda趋于0,但是楼主所言的“所以这个极限并不是所学过的一元函数极限”这句话是不对的,判断是否为一元,看的是函数f(x)中未知量的个数,因此,这依旧是一个一元函数。 下面我将针对这三个问题做出解答: (一)分割要想明白第一个问题,首先得明白定积分的推导过程,简称为四步动作:分割、代替、求和、取极限。 让我算一个定积分,需要给我两样东西:一是被积函数,二是积分区间。 那么,给出这两样东西后,接下来要思考:什么是分割呢?什么叫做任意分? 比如说上面这张图,要想对a到b区间进行分割,所有的老师都会这么说:“对这个区间我可以任意分成n份,当分得足够小的时候,群殴就可以进行第二步的代替”! 那么什么叫任意分呢? 比如说我可以等比例分割,我也可以保证某一个区间不变,然后将剩下的那个区间无限的分下去,就像下面这样: 综合上面这两张图,我们可以看到,对[a,b]区间进行分割,任意的分成n份,方法太多了。 分法有多种多样,我们该如何来衡量这些分割方式呢?如何来衡量这种分得足够小呢? 假如我用n趋于无穷来衡量这种“小区间的足够小”,那么万一碰见上图这种保持某一个区间不变,对剩下的一个区间无限次分割的方式,n趋于无穷就不能代表小区间的足够小,因为很显然,虽然[a,c]中确实很小,但是[c,b]很大。 因此,n趋于无穷承担不了“刻画区间分得足够小的使命”,只能借助于其他途径了。 找谁呢? 既然任意分 分的区间 有大的有小的,那我就让这当中分的最宽的那个区间,让它趋于0,这样就保证了所有的小区间都分得足够小了!而这个最宽的区间,就用字母lambda来表示! (二)代替第一步分割分好后,接下来就是第2步代替了。 永远记住,我的第一步分割的目的就在于第二步的代替! 那么,代替什么呢?用谁代替谁呢?代替是为了干啥? 当我分得足够小的时候,我这时候在小区间内任意取一个点,当我把这个点代入到被积函数中时,这些点对应的函数值都不变!那么这时候就可以化曲为直!用小区间内任意取的那个点kesei(i)的函数值f(kesei i )来代表这个小区间的所有点的函数值(因为这时候任意点对应的函数值都一样)! 有人问,谁保证了你每一个点对应的函数值都一样了?谁给你的这个权利? 答:分割。第一步的分割分的足够小的时候,分得让每一个小区间都趋于0时,就可以保证第二步的代替!就可以保证第2步的化曲为直! 需要注意的是: 定积分原始定义中的右端,因为是任意分成了n份,每一份里面的kesei(i)都是任意取的,小区间 delta X(i)也是任意分的,所以这就造成右端有无穷多项!这个求和压根就不是像第一章里面学的单一的求一个极限那样,而是无穷多项的极限加在一起! 你,没法求,无能为力! 这时候,一切都显得那么苍白无力! 看到这里,作为大学里应付日常的期末考试基本可以过关了,但是对于考研的学生来讲,远远不够,因为大纲中要考“定积分的定义”! 你这不是为难人吗?你怎么考?按原始定义我没法求这无穷多项的极限和? 我能怎么办,我也很绝望啊! 别急,命题老师早就替你们想好了,即从一般到特殊! (三)考研中对定积分定义的特殊改进既然是任意分,分的足够小的时候,我就可以任意的选一个点进行代替了,那么本着“从一般到特殊”的原则,我这时候就取特殊的分割,即n等份的分割!每一份的小区间宽度都一样!都是(b-a)/n 这么宽。 而我这时候的代替,我也取特殊的代替,怎么个特殊法了? 之前是在一个分的足够小的小区间内 任意 的取一点,那好,老子这时候就看上右端点了,我每次就只取每个小区间的右端点,既然你每一个点代入到被积函数中都一样,那我这时候就取这个右端点,右端点代进去肯定也要满足呀! 这,就是定积分的精确定义! 这,就是考研里面考的定积分的精确定义! 这,就是定积分从原始定义 到 精确定义走的那两步! 简而言之,一个特殊的分割,一个特殊的代替,就扭转了一个无法计算、无法考察的定积分定义考点 的历史! 干得漂亮! 需要提醒的是: 这里并没有表达:不可积的情况下取特殊分割法会导致可积。 正确的逻辑先后顺序是:既然你本身就是可积(定积分存在)的,而分割的方式有无穷多种,那么我取特殊的分割方式肯定也是满足的啊! 看到这里,想必你就明白了第一张图的“红色大问号”到底是怎么一回事了! 如果你还想检验下自己是否真正明白了,可以继续往下看,宝刀君为你献上2道小菜!不妨试着做下! (四)例题实战!请看第一道题: 大部分学生在这里思考的问题是,给我一个题, 我怎么判断它是用定积分定义做呢? 还是用夹逼定理?这类题有什么样的特征? 即使我判断出来用定积分定义做,那么上下限怎么定?被积函数怎么定? 别害怕,我在之前的文章中,已经解答了这个问题,可以参考我之前写的这个帖子:利用定积分定义求极限的原理与套路,你会了吗? - 知乎专栏 再看一道题: 答案如下: 恐怕这道题让某些学生费劲了,好奇怪啊,你不是说经常爱考[0,1]区间上的吗?这道题咋就变了呢?算了半天,还以为自己算的不对,核对答案后,哎呦,恍然大悟! (五)感慨定积分的定义,是刚开始学习高等数学遇到的一个难理解的点,但是只要把这种思路,把这种“分割、代替、求和、取极限”的思路搞懂了,进而弄明白了考研中对“分割”和“代替”这两步的改进动作,那么就可以举一反三,就可以理解二重积分的精确定义了! 比如,2010年考的这道二重积分定义的选择题,同样的处理思路,宝刀君也对此作了分析,戳这里:考二重积分概念哪年强?2010年快到碗里来! - 知乎专栏 宝刀君曰: 定积分定义的这两步的改进工作呐 于考官,这是费尽心思的琢磨考点,精神可嘉! 于考生,这是绞尽脑汁的思考定义,必须做这个思考工作! 于我这个平凡的考研培训教师而言,夹在这两者之间,需要苦苦的思考对方的意图,又得为学生思考良策! ***************************************************************************************************** 哈喽,大家好!我是宝刀君,微信公众号:考研摆渡人宝刀君,ID:BDJ0501,专注考研数学、自动控制原理的辅导,有料、有趣、有深度! 我的知识点讲解文章会首发在微信公众号 在那里,内容展现形式会更精彩(有音乐、有短视频)~ 在那里,每天有全国各地的小伙伴们留言和我互动~ 在那里,你可以通过查看历史消息,系统的学习知识点~ 欢迎大家的关注~ 如果您觉得我的文章对您理解知识点有帮助,麻烦伸出可爱的指头顺手帮我 点个赞 ,鼓励我继续创作,如果您这样做了,非常感谢~~~ |
CopyRight 2018-2019 实验室设备网 版权所有 |