我们要求抛物线y=x^2下的面积,用现代的数学语言微积分,口算都可以得出来,这都是传统的课本上的基础概念,本篇我们抛开微积分知识和古典的穷竭法,用一种全新的数学知识来解决曲线下的面积 ,也叫做可视化微积分。
首先抛物线的切线斜率是2x,那么切线与x轴的交点怎么求呢?首先斜率tan =2x,x对应的纵坐标是x^2,所以切线与x轴的交点就是x/2,是不是很简单,这一点很关键,因为抛物线上的任何一点的切线与x轴的交点都是x/2
切线将抛物线划分成两个部分:S+T,也就是求S+T的的面积
首先我们将抛物线的所有切线延长,这些切线与y轴相交,如下图所示,此时抛物线外接矩形中的直角三角形T和切线与y轴相交时形成的直角三角形相似,不但相似而且全等(边长比为1:1),所以得到一个重要结论:
抛物线上每个点的切线,以x轴为界,x轴上半部分的切线和下半部分的切线长度相等,所以x轴上半部分切线区域的面积与整个切线区域的面积之比是1:4
所以:4S=S+T T=3S 所以S=T/3
而T是直角三角形,他的 面积是X^3/4,那么S的面积就是T/3=X^3/12
抛物线的面积是4S=x^3/3,这和微积分得出的结论是一致的
上述的内容也巧妙的证明了阿基米德的一个重要定理:抛物线与x y 轴围成的面积是其外接矩形的1/3
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