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:

Организация обучения речевому этикету
Обучение речевому этикету как компоненту культуры страны изучаемого языка включает целый ряд аспектов, каждый из которых значим практически: познавательный аспект влияет на мотивацию, развивающий облегчает овладение, воспитательный способствует и тому, и другому и т.д. Содержательная сторона учебно ...

Анализ психолого – педагогической литературы по проблеме развития изобразительных умений у детей раннего возраста в процессе рисования
Путь становления методики изобразительной деятельности в первые десятилетия советской власти был труден и проходим в острой борьбе с идеалистическими теориями. Большое распространение в этот период имела система Фридриха Фребеля, которая основывалась на идеалистическом понимании развития ребенка. Ф ...

Диагностика уровня развития мелкой моторики и зрительно-двигательной координации на констатирующем этапе
В начале 2008–2009 учебного года в четырех группах детей: двух экспериментальных и двух контрольных были проведены следующие тесты: 1. Тест «Нарисуй человека», предназначенный для оценки психического развития детей 3–7 лет. Этот тест может быть использован для измерения: 1) зрительной перцепции; 2) ...