📝 题目
*9.曲边梯形由曲线 $x=g(y)$ 、直线 $y=c 、 y=d$ 和 $y$ 轴所围(见图3-11),试用定积分定义导出其面积的定积分表示式。

\s
💡 答案与解析
[AI解答]
[AI解答]
**步骤1:理解问题与设定**
曲边梯形由曲线 $x = g(y)$、直线 $y = c$、$y = d$(其中 $c < d$)以及 $y$ 轴(即直线 $x = 0$)所围成。 这里 $g(y)$ 是 $y$ 的函数,且假设在区间 $[c, d]$ 上 $g(y) \ge 0$(否则面积需考虑绝对值,但此处按常规理解为非负)。
**步骤2:分割区间**
将区间 $[c, d]$ 任意分割成 $n$ 个小区间: $$ c = y_0 < y_1 < y_2 < \cdots < y_n = d $$ 第 $i$ 个小区间的长度为 $\Delta y_i = y_i - y_{i-1}$,并记所有小区间长度的最大值为 $\lambda = \max\limits_{1 \le i \le n} \Delta y_i$。
**步骤3:近似每个小曲边梯形的面积**
在第 $i$ 个小区间 $[y_{i-1}, y_i]$ 上任取一点 $\eta_i$,则对应的小曲边梯形可近似看作以 $\Delta y_i$ 为高、以 $g(\eta_i)$ 为底边长的矩形(因为 $y$ 轴在 $x=0$ 处)。 因此,第 $i$ 个小曲边梯形的面积近似为: $$ \Delta A_i \approx g(\eta_i) \cdot \Delta y_i $$
**步骤4:求和得到总面积近似值**
整个曲边梯形的面积 $A$ 的近似值为: $$ A \approx \sum_{i=1}^{n} g(\eta_i) \Delta y_i $$
**步骤5:取极限得到定积分**
当分割无限细密,即 $\lambda \to 0$ 时,上述和式的极限就是曲边梯形的精确面积。根据定积分的定义,有: $$ A = \lim_{\lambda \to 0} \sum_{i=1}^{n} g(\eta_i) \Delta y_i = \int_{c}^{d} g(y) \, dy $$
**最终答案:** $$ \boxed{A = \int_{c}^{d} g(y) \, dy} $$
**难度评级:** ★☆☆☆☆ (本题为基础概念题,直接应用定积分定义于以 $y$ 为自变量的曲边梯形面积,步骤标准且无复杂变形。)