我們用一種非常直觀的幾何方法得到X^3的不定積分

2021-01-09 電子通信和數學

下圖是一個有關X^3不定積分的有趣解釋,非常形象生動,

首先我們可以做出(3X)^3和X^3的函數圖形,如下圖所示,然後將這兩個函數圖形包含在一個矩形當中。矩形就被這兩個函數分割成了三部分。

這裡的3X始終是X的3倍,所以只有當(3X)^3中的3X是X^3中X的1/3時,這兩個函數圖形對應的Y值才能始終相等,也就是它們剛好包含在一個矩形當中

所以左邊藍色區域的面積始終是中間區域面積的1/3,或者說中間區域的面積是左邊區域的3倍

我們可以將該矩形劃分成3個相等的部分,上圖b所示,X^3的導數是3X^2,所以切線與矩形底邊相交於2X/3的位置,該切線剛好與左邊1/3矩形的對角線平行且相等,根據此原理,進一步得出圖b中這兩個紅色區域的面積是相等的

我們由此得出X^3曲線下的面積就等於(3X)^3曲線與矩形圍城的面積,即等於圖a左邊的藍色區域,進一步等於矩形面積的1/4,即X^4/4

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