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你不用微积分解答也得用微积分的思想解答。最起码你要学过极限才能做这道题。
分割区间[0,2]为相等的2n份,也就是把区间[0,1]划分为相等的n份,
于是区间[0,1]内每一个端点就是:
x(i) = i/n,i = 0, 1, 2, ... n.
在第i+1个小区间上以区间 [x(i), x(i+1)]为底,f(x(i))为高作一个矩形,i = 0, 1, 2, .., n-1,
于是区间[0,1]上图形的面积可以近似地用以下式子表达:
Sum (i从0到n-1) [ x(i+1) - x(i) ] f (x(i)),
当n趋于无穷大时,该和式的极限就等于函数在[0,1]区间上与x轴围成的面积。由于 x(i+1) - x(i) = 1/n, f(x(i)) = 2i/n - (i/n)^2,所以
[ x(i+1) - x(i) ] f (x(i))
= [ 2i/n - (i/n)^2 ] / n,i = 0, 1, 2, ...., n-1.
第一项求和就是等差数列求和,所以
S1 = Sum (i从0到n-1) 2i/n^2 = 2(n-1)n/2/n^2 = (n-1)/n,
第二项求和要用到自然数平方和公式,于是
S2 = Sum (i从0到n-1) i^2/n^3 = (n-1)n(2n-1)/(6n^3) = (n-1)(2n-1)/(6n^2),
于是,总面积
S = 2 lim (n趋于无穷) (S1 + S2) = 2 (1 - 1/3) = 4/3.
这和微积分算的结果一样。
分割区间[0,2]为相等的2n份,也就是把区间[0,1]划分为相等的n份,
于是区间[0,1]内每一个端点就是:
x(i) = i/n,i = 0, 1, 2, ... n.
在第i+1个小区间上以区间 [x(i), x(i+1)]为底,f(x(i))为高作一个矩形,i = 0, 1, 2, .., n-1,
于是区间[0,1]上图形的面积可以近似地用以下式子表达:
Sum (i从0到n-1) [ x(i+1) - x(i) ] f (x(i)),
当n趋于无穷大时,该和式的极限就等于函数在[0,1]区间上与x轴围成的面积。由于 x(i+1) - x(i) = 1/n, f(x(i)) = 2i/n - (i/n)^2,所以
[ x(i+1) - x(i) ] f (x(i))
= [ 2i/n - (i/n)^2 ] / n,i = 0, 1, 2, ...., n-1.
第一项求和就是等差数列求和,所以
S1 = Sum (i从0到n-1) 2i/n^2 = 2(n-1)n/2/n^2 = (n-1)/n,
第二项求和要用到自然数平方和公式,于是
S2 = Sum (i从0到n-1) i^2/n^3 = (n-1)n(2n-1)/(6n^3) = (n-1)(2n-1)/(6n^2),
于是,总面积
S = 2 lim (n趋于无穷) (S1 + S2) = 2 (1 - 1/3) = 4/3.
这和微积分算的结果一样。
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