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출처 친절한 과학
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정적분

다른 표기 언어 definite integral , 定積分

함수 y=f(x)가 닫힌구간 [a, b]에서 연속이고 f(x)≥0일 때, 곡선 y= f(x)와 x축 및 두 직선 x=a, x=b로 둘러싸인 도형의 넓이 S를 구해보자. 닫힌구간 [a, b]를 n등분하여 양 끝점과 각 분점을 차례로 a=x0, x1, x2, ···, xn-1, xn=b라 하고, 각 소구간의 길이를 Δx라고 하면 이미지이다.

정적분으로 도형의 넓이 구하기

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위쪽 그림과 같이 n개의 직사각형을 만들고 이 직사각형들의 넓이의 합을 Sn이라고 하면 Sn=f(x1)Δx+f(x2)Δx+···+f(xn)Δx 이다. 그런데 함수 이미지······ ①
y= f(x)는 닫힌구간 [a, b]에서 연속이므로 n→∞일 때, 즉Δx→0일 때, ①의 극한값은 도형의 넓이 S에 한없이 가까워진다. 따라서 이미지이다. ······ ②

일반적으로 함수 y= f(x)가 닫힌구간 [a, b]에서 연속이면 극한값 이미지는 항상 존재함이 알려져 있다. 이때 ②의 값을 f(x)의 a에서 b까지의 정적분(定積分, definite integral)이라 하고, 기호 이미지로 나타낸다. 여기서 a를 정적분의 아래끝, b를 위끝이라고 한다.

이상을 정리하면, 함수 f(x)가 닫힌구간 [a, b]에서 연속일 때 이미지(단, 이미지, xk=a+kΔx), 부정적분은 함수를 나타내므로 이미지이다. 그러나 정적분의 값은 함수 f(x)와 상수 a, b의 값에 따라 정해지므로 적분변수를 다른 문자로 사용해도 그 값은 변하지 않는다. 즉, 이미지

인티그랄

sum(합치다)의 s를 길게 늘어뜨린 형태의 적분기호 이미지는 인티그랄(integral)이라고 읽는데, integral의 영어 의미도 ‘합치다’이다. y= f(x)의 그래프에서 f(x)는 함숫값이고, dx는 x의 순간변화율이다. Δx(델타x)는 주어진 구간에서의 x의 변화량인데 dx는 Δx를 무한히 작은 값으로 보내는 극한 개념이다.

예를 들어, 직사각형의 가로의 길이를 Δx라고 하고, 세로방향으로 이등분하면, 가로가 수식가 되고, 두 조각을 다시 세로방향으로 각각 이등분하면, 가로는 수식가 된다. 이 과정을 무한히 반복하면 가로의 길이는 0은 아니지만 0에 무한히 가까운 값이 되는데 이 가로의 길이가 바로 dx이다.

그러므로 f(x) dx의 의미는 가로 dx와 세로 f(x)를 곱한다는 것이다. 넓이의 개념이 된다. 이미지는 결국 “x를 a부터 b까지 변화시키면서 f(x)와 dx를 곱한 것을 모두 합친다”는 의미다. 오늘날 미적분학에서 사용하는 미분 기호 수식와 적분 기호 이미지(integral)은 라이프니츠(G. W. Leibniz, 1646~1716)가 처음으로 고안한 것이다.

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참고

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조윤희 집필자 소개

강원대학교 수학과를 졸업하고 교직에 몸담아 왔다. 부원고등학교, 효양중학교를 거쳐 현재 경기도 이천의 이현고등학교에 재직하고 있다. 학교에서 학생들에게 수학을 가르치면서 수학이 단지 암기과목, ..펼쳐보기

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친절한 과학사전 수학 편
친절한 과학사전 수학 편 | 저자조윤희 | cp명북카라반 전체항목 도서 소개

『친절한 과학사전 수학 편』은 과거 수학자들의 대단한 역할을 소개하고, 이런 과정 속에서 수학이 우리의 삶에 어떠한 영향을 미치는지를 재미있고 친절하게 소개했다. 수학..펼쳐보기

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[Daum백과] 정적분친절한 과학사전 수학 편, 조윤희, 북카라반
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