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高级数学 · 主题

积分方法

你已经能熟练求导,但把过程倒过来之后,常数和上下限该放在哪里却没有把握。

本页内容
  1. 开始之前需要掌握什么?
  2. 定位例题
  3. 课程应按什么顺序学习?
  4. 常见的陷阱有哪些?
  5. 怎样使用练习题组?

积分(integration)就是把求导倒过来做。给你一个斜率公式,你要还原出它来自哪个函数;给你两个上下限,你可以求出曲线下的带符号面积。

它直接通向面积、运动学和所有从变化率出发的题目。复习前,请在 Cambridge 0606 课程大纲的最新页面确认你需要积分的函数清单,因为这里的课程只涵盖该页面所列的内容。

开始之前需要掌握什么?

你需要稳固的求导(differentiation)基础,因为每个积分答案都要靠求导来检验。如果幂法则或链式法则还不牢固,请先复习求导技巧。

你还需要熟悉指数。积分之前,每一项都必须写成 x 的幂,所以 1/x² = x−2,√x = x1/2。熟悉切线、法线与变化率也有帮助,因为很多题目给的正是要你积分的变化率。

定位例题

一条曲线的斜率为 dy/dx = 6x² − 4,并经过 (1, 3)。求它的方程。

第一步,逐项积分: 幂加一,再除以新的幂。y = 2x³ − 4x + c。

第二步,代入该点: 代入 x = 1,y = 3。3 = 2 − 4 + c,所以 c = 5。

第三步,写出答案: y = 2x³ − 4x + 5。

第四步,检验: 求导得 6x² − 4,再试 x = 1:2 − 4 + 5 = 3。两者都吻合。

如果没有这个点,答案就是一整族曲线。是这个点确定了常数。

课程应按什么顺序学习?

  1. 由导数和一个点还原函数:核心概念,以及为什么有常数。
  2. 用正确的常数积分幂函数:负幂和分数幂,最容易出错的地方。
  3. 使用代换形式的逆向求导:如 (3x − 2)4 和 e2x+1 这类括号,需要除以内部系数。
  4. 用正确的上下限计算定积分:上限减下限,以及负数答案的含义。
  5. 用求导检验原函数:让前面每个答案都变得可靠的习惯。

然后做积分方法练习题组。微积分形状与变化率探索器可以让你同时看到曲线、它的积分和带符号面积。

常见的陷阱有哪些?

  • 忘记 + c:在不定积分中漏掉它,之后求常数的方法分就会丢失。
  • 除以旧的幂,而不是新的幂。
  • 忽略括号里的系数,例如 (3x − 2)5 没有除以 15。
  • 上下限代反了,或者负的下限没有加括号。
  • 把负的定积分当成错误,其实它只表示面积在 x 轴下方。

怎样使用练习题组?

先在纸上做每一题。在代入任何数之前,先把积分后的式子单独写成一行。

做完后,对其中两三个答案求导来验证。练习题组最后的“做错了怎么办”会把每种错误对应到一节课。

如果拖住你的是方法选择,而不是规则本身,我们的附加数学线上一对一补习可以专门针对这一点,而附加数学学习指南则显示积分在整个课程中的位置。

资料来源

  1. Cambridge IGCSE Additional Mathematics 0606 syllabus page

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