接棒數學
高三下 微積分

積分的應用

Applications of Integration

公式

旋轉體體積 V = π∫[a,b] [f(x)]² dx

把「無限多個薄片加起來」的想法套到不同情境,就能算體積、位移與平均值。

練這學期的計算題
先修
在函數繪圖器裡動手拉調整上下限,看積分算的到底是哪一塊面積。打開 →

白話解釋

積分的本質是「把無限多個微小的量累加起來」。認出這個結構,就能套到各種問題上。

**旋轉體體積(圓盤法)**:曲線 y = f(x) 繞 x 軸旋轉,每個薄片是半徑 f(x)、厚度 dx 的圓盤,體積是 π[f(x)]²dx。加起來就是 **V = π∫[a,b][f(x)]²dx**。注意括號裡要**平方**,這一點常漏。

**位移與路程**:速度對時間積分得**位移**(有向)。如果要**總路程**,必須對 |v(t)| 積分——速度為負代表往回走,那段路程仍要算進去。這跟定積分的正負問題是同一個道理。

**平均值**:函數在 [a,b] 上的平均值 = (1/(b−a))∫[a,b]f(x)dx。就是「總量除以區間長度」,跟算術平均的精神一致。

這些應用的共同解題步驟是固定的:**先寫出一個微小片段的量,再決定積分範圍,最後積分**。把這個思路建立起來,遇到沒看過的應用題也能自己推。

什麼時候用

體積、位移、平均值、功、質心、機率密度。

最容易錯的地方

例題 · 3

先自己算,再看解答——這樣才有效。

  1. 1

    y = x 在 [0,1] 繞 x 軸旋轉,體積是 π/? ,? 是多少?

  2. 2

    速度 v(t) = 2t,從 t=0 到 t=3 的位移是多少?

  3. 3

    f(x) = 2x 在 [0,2] 上的平均值是多少?

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