Изучение свойств определенного интеграла с помощью физических моделей

.

Ранее был приведен метод введения интеграла, основанный на рассмотрении задачи о давлении жидкости на прямоугольную стенку бассейна с основанием а, в результате решения которой получена формула

, (6)

где а – величина постоянная, равная ширине стенки бассейна.

Разделим прямоугольную стенку бассейна на а прямоугольников с основанием, равным единице. Тогда весь бассейн также разделится на а равных частей, при чем давление на прямоугольную стенку с основанием, равным единице в каждой части будет вычисляться по формуле . Учитывая, что во всех частях давление одно и то же и всего частей а, то общее давление равно

. (7)

В силу равенства левых частей в формулах (6) и (7), получаем равенство правых, т. е.

.

Данное равенство можно обобщить на произвольную непрерывную функцию F(x) и произвольный отрезок [a; b], т. е.

Выведенные формулы в пунктах 3.1 и 3.2 называются свойствами линейности интеграла.

40. Если на отрезке [a; b], то .

Докажем данное свойство с помощью задачи о массе стержня.

При введении понятия интеграла с помощью задачи о вычислении массы неоднородного стержня была получена формула

.

Как известно, плотность вещества – это физическая величина, показывающая, чему равна масса вещества в единице объема, следовательно, это величина неотрицательная. С другой стороны масса вещества есть также величина неотрицательная. Таким образом, получаем: если подынтегральная функция неотрицательна на рассматриваемом отрезке, то

.

Используемые в доказательствах свойств физические модели, во-первых, наглядны, во-вторых, при соответствующей методике введения понятия интеграла, данная методика введения свойств заставляет постоянно повторять пройденное, вспоминать выведенные при введении формулы. Все это удовлетворяет принципу прочности знаний и наглядности в обучении.

Еще о педагогике:

Финансово-экономическая деятельность
Доходы учреждения складываются из двух источников: - бюджетное финансирование из областного бюджета -внебюджетные средства (доходы от предпринимательской и иной (родительская плата) приносящей доход деятельности, благотворительных взносов). Рис. Использование бюджетных средств педагогический опыт о ...

Метод проектов как технология личностно-ориентированного подхода
Новые политические и социально-экономические изменения в России в последние десятилетия, ее стремление активно и плодотворно сотрудничать с западными странами существенно повлияли на расширение функции иностранного языка как предмета и привели к переосмыслению цели, задач и содержания обучения инос ...

Практическое использование дидактических игр на экологических занятиях с дошкольниками
Основными задачами экологического воспитания дошкольника в возрасте 3-5-ти лет являются: 1) расширение представлений детей об окружающей природе; 2) углубление знаний о растениях и животных, окружающих их; 3) привитие детям любви и бережного отношения к природе; 4) развитие умений узнавать представ ...