Рады, что вам понравилась статья 😊
К понятию определенного интеграла приводят многие физические задачи. В конечном счете, все они сводятся к определению площади криволинейной трапеции.
Рассмотрим плоскую фигуру ограниченную отрезком
оси
, двумя вертикальными прямыми
и
, а также кривой
(для определенности мы нарисовали кривую над осью
).
Площадь такой трапеции можно найти приближенно. Для этого разбиваем отрезок
на
не обязательно равных частей точками:
,
и на каждом отрезке
выберем точку
. Произведение
есть площадь прямоугольника со сторонами
и
. При малых
сумма площадей этих прямоугольников будет мало отличаться от площади всей трапеции. Строгое определение определенного интеграла следующее (интеграл Римана).
Обозначим длину наибольшего отрезка
через
. Составим интегральную сумму
. Конечно, эта сумма зависит еще и от самого разбиения и от выбора точек
. Так вот, если предел таких интегральных сумм при
существует, то он называется определенным интегралом от функции
по промежутку
:
Мы не останавливаемся на построении строгой теории интеграла Римана. Отметим только, что кусочно - непрерывные функции интегрируемы по Риману. Хотя теория интеграла Римана вполне законченная, но имеет свои недостатки. В частности, интегралы от неограниченных функций, а также интегралы по неограниченным промежуткам (несобственные интегралы) не существуют, как интегралы Римана.
Приведем несколько примеров, показывающих, как вычисляются определенные интегралы через пределы частичных сумм.
Пример 1 Вычислить определенный интеграл, как предел интегральных сумм, производя надлежащим образом разбиение промежутка интеграции:
.
Разбиение промежутка интегрирования проведем так:
.
Значения функции для определенности возьмем в правых концах промежутков.

Воспользуемся формулой:
.
Тогда, продолжая дальше цепочку равенств, получим окончательно:
.
Пример 2 Вычислить определенный интеграл, как предел интегральных сумм:
.
Разбиение промежутка интегрирования проведем, как и в предыдущем примере:

Оставим интегральные суммы. Значения функции берем в левых концах промежутков:

Воспользуемся формулой для суммы членов геометрической прогрессии:

У нас
. В результате получим:

Теперь используем следствие второго замечательного предела: 
Согласно этой формуле, закончим вычисления:
. Это и есть значение определенного интеграла
.