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과학

정적분

정적분과학
영문명
Definite integral
표기
∫ₐᵇf(x)dx
기본 자료
함수와 양 끝 a,b
연속함수의 경우
닫힌 유계구간에서 리만 적분 가능
정적분은 함수와 구간을 지정하여 작은 구간의 기여를 합한 극한으로 얻는 값이다. 기본적인 리만 적분에서는 함수값에 작은 구간 길이를 곱한 합을 점점 잘게 나누어 생각한다.

작은 직사각형의 합

구간을 여러 조각으로 나누고 각 조각 안의 함수값에 폭을 곱해 더한다. 분할을 충분히 잘게 할 때 선택 방식과 무관하게 하나의 값에 가까워지면 리만 정적분으로 정의할 수 있다. 유한한 합 하나는 보통 근삿값이며 극한 자체와 구분한다.

부호가 있는 넓이

그래프가 x축 위에 있으면 정적분은 그 아래 넓이와 같다. x축 아래 부분은 음의 기여를 하므로 전체 도형의 넓이와 정적분이 항상 같지는 않다. f(x)=x를 [−1,1]에서 적분하면 양쪽 기여가 상쇄되어 0이다.

원시함수로 계산

연속함수 f의 원시함수 F를 알면 정적분은 F(b)−F(a)로 계산할 수 있다. 예를 들어 ∫₀²x dx=[x²/2]₀²=2다. 이 관계가 미분과 적분을 연결하는 미적분학의 기본정리의 한 내용이다.

구간과 단위

양 끝 순서를 바꾸면 정적분의 부호가 바뀌고 같은 끝점이면 0이다. 속도를 시간에 대해 적분하면 위치의 변화량을 얻으며, 이동 거리를 구하려면 속력에 해당하는 양을 적분해야 한다. 적분하는 함수와 변수의 단위도 결과에 함께 반영된다.

관련 문서

부정적분 / 원시함수 / 미적분학의 기본정리 / 연속함수 / 구간 (수학) / 넓이 / 적분 / 속력