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微积分、极限思想推导圆周长、面积公式

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微积分、极限思想推导圆周长、面积公式圆周长公式推导积分法在平面直角坐标下圆的方程是x^2+y^2=r^2这能够写成参数方程x=r*Costy=r*Sintt∈[0,2π]于是圆周长就是C=∫(0到2π)√((x'(t))^2+(y'(t))^2)dt(Q:此处x,y对t为什么都要导?A:将一个圆的周长分红n份,x'(t)=△x=xn-x(n-1),y'(t)=△y=yn-y(n-1).当n→∞,△x,△y→0时,可将每一份以直代曲,即每一份的长度C/n=√(△x^2+△y^2)=√((x'(t))^2+(y'(t))^2).所以C就是√((x'(t)...

微积分、极限思想推导圆周长、面积公式
圆周长公式推导积分法在平面直角坐标下圆的方程是x^2+y^2=r^2这能够写成参数方程x=r*Costy=r*Sintt∈[0,2π]于是圆周长就是C=∫(0到2π)√((x'(t))^2+(y'(t))^2)dt(Q:此处x,y对t为什么都要导?A:将一个圆的周长分红n份,x'(t)=△x=xn-x(n-1),y'(t)=△y=yn-y(n-1).当n→∞,△x,△y→0时,可将每一份以直代曲,即每一份的长度C/n=√(△x^2+△y^2)=√((x'(t))^2+(y'(t))^2).所以C就是√((x'(t))^2+(y'(t))^2)从0到2π的积分.虽然不导得出的结果是同样的,但原理方面就解释不通了.)∫(0到2π)√((-rSint)^2+(rCost)^2)dt∫(0到2π)rdt2πr极限法在圆内做内接等n边形,求等n边形周长:能够切割成n个以圆心为极点的三角形,其底边长为2*r*sin(π/n),所以等n边形周长为n*2*r*sin(π/n)—这个周长对n→∞求极限lim[n*2*r*sin(π/n)]运用等价无穷小规则,当x→0时,有sinx→x所以lim[n*2*r*sin(π/n)]=lim[n*2*r*π/n]=2πr.圆面积公式推导应用圆周长C=2πr能够将圆分红两个半圆两个半圆,再将两个半圆分红无数个面积相等的扇形并展开,在拼接起来,底边能够以直代曲,那么就是一个底边长为πr,高为的矩形。这是小学的推导法,但有微积分的思想在其中。2.积分法可将圆当作由无数个同心圆环组成.设圆半径为R,里面的同心圆环半径为r,为自变量.设每个圆环厚度为dr→0,则圆环周长可看为2πr,圆面积为所有这些圆环的面积之和.所以S=∫2πrdr,从0积到R.所以S=2π[1/2(R^2-0^2)]=πR^2.(球体积公式推导方法中的“球壳法ShellMethod”与此法是近似的.)2—不应用圆周长C=2πr积分法圆方程为x^2+y^2=r^2.只要算出第一象限(0积到r),然后乘以4.方法和求曲边梯形面积近似,详细不再 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达.(2)我们回过头来看到上面周长推导中的Q和A.C/n=√(△x^2+△y^2)=√((x'(t))^2+(y'(t))^2),每份C/n与两条半径组成的扇形的底面曲边是能够以直代曲的,那每个小扇形能够当作以C/n为底、r为高的等边三角形,每个面积就是r*C/n*1/2=1/2*r*√(△x^2+△y^2)=1/2*r*√((x'(t))^2+(y'(t))^2).于是圆的面积就是S=∫(0到2π)1/2*r*√((x'(t))^2+(y'(t))^2)dt=1/2*r*∫(0到2π)√((x'(t))^2+(y'(t))^2)dt=1/2*r*C=1/2*r*2πrπr^2.极限法近似于上面周长公式的极限法推导,在圆内做内接等n边形,求等n边形面积:能够切割成n个以圆心为极点的三角形,根据正弦定理,其面积为1/2*r*r*sin(2*π/n),所以等n边形面积为n*1/2*r^2*sin(2*π/n)3—这个面积对n→∞求极限lim[n*1/2*r^2*sin(2*π/n)]运用等价无穷小规则,当x→0时,有sinx→x所以lim[n*1/2*r^2*sin(2*π/n)]=lim[n*1/2*r^2*2*π/n]=πr^2*π.4
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