從零開始的微積分 Integral 1

2020-08-13
筆記

一個簡單的問題: 求$f(x)$於$x\in[a,b]$與$x$軸圍成的面積。

可以很直覺的想到將切片法,$\sum f(x)\times \Delta x$,只要$\Delta x$夠小,面積就會夠接近。
我們可以將上面的式子改成一個比較簡潔的寫法: $\int_{a}^{b} f(x) dx$。
現在可以寫出一個函數$A(a,b) = \int_{a}^{b} f(x) dx$,為了方便討論,假定$a=0$,$A(b) = \int_{0}^{b} f(x) dx$。

請先裝作不知道微積分基本定理,可以發現他們似乎有某種關係,$A(b)$會將$f(x), x\in[0,b]$的面積變成一條線

什麼東西乘上$\Delta x$後會等於$\Delta y$,你寫出了$\frac{\Delta y}{\Delta x}$,你意外的發現$f(x)$其實就只是$A(b)$在某一點的斜率,
而求瞬間斜率已經有一個好用的微分了,你可以大膽寫下$A(b) = \int_{0}^{b} A’(x) dx = \int_{0}^{b} \frac{dA(x)}{dx} dx$,
因此現在要求$f(x)$於$x\in[0,b]$與$x$軸圍成的面積,只需要找到一個$A(x)$微分後等於$f(x)$的函數,再將$b$代入就是答案,
而$x\in [a,b]$可以用求兩次面積扣掉後得到,$A(b)-A(a) = \int_{a}^{b} f(x) dx$。