微积分在生活中的应用
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微积分在生活中的应用 微积分（Calculus）是高等数学中研究函数的微分（Differentiation）、积分(Integration)以及有关概念和应用的数学分支。它是数学的一个基础学科。内容主要包括极限、微分学、积分学及其应用。微分学包括求导数的运算，是一套关于变化率的理论。它使得函数、速度、加速度和曲线的斜率等均可用一套通用的符号进行讨论。积分学，包括求积分的运算，为定义和计算面积、体积等提供一套通用的方法。 微积分的定义：设函数f(x）=0在[a,b]上有解，在[a，b]中任意插入若干个分点 a=x0 把区间[a，b]分成n个小区间 [x0，x1]，...[xn-1，xn]。
在每个小区间[xi-1，xi]上任取一点ξi(xi-1≤ξi≤xi），作函数值f（ξi）与小区间长度的乘积f（ξi）△xi，并作出和
展开式确定的极限I，
如果不论对[a,b]怎样分法，也不论在小区间上的点ξi怎样取法，只要当区间的长度趋于零时，和S总趋于 这时我们称这个极限I为函数f(x）在区间[a,b]上的定积分，
记作 定积分 即：
定积分与不定积分：积分是微分的逆运算，即知道了函数的导函数，反求原函数。在应用上，定积分作用不仅如此，它被大量应用于求和，通俗的说是求曲边三角形的面积，这巧妙的求解方法是积分特殊的性质决定的。
一个函数的不定积分（亦称原函数）指另一族函数，这一族函数的导函数恰为前一函数。 其中：[F(x) + C]' = f(x)
一个实变函数在区间[a,b]上的定积分，是一个实数。它等于该函数的一个原函数在b的值减去在a的值。
定积分和不定积分的定义迥然不同，定积分是求图形的面积，即是求微元元素的累加和，而不定积分则是求其原函数，它们又为何通称为积分呢？这要靠牛顿和莱布尼茨的贡献了，把本来毫不相关的两个事物紧密的联系起来了
微积分的概述
数学是人类的重要工具，也是掌握其他自然学科知识的必备基础，应用于生活中能很好地解决实际问题。微积分主要是高等数学中研究函数的微分、积分及其他概念的数学分支，是数学中的基础学科，并包括导数、变化率理论等。微积分作为数学中的重要内容，主要来自于实践。无论是在生活中还是学习中，微积分都能实现其最大化、最优化的作用。机械工作中，利用微积分进行制图设计；园艺中，可利用微积
分计算施工面积或者不规则图形的面积；美术中，可以应用其绘画颜色；在企业管理中，可通过微积分进行预测建模工具；可见，微积分存在于生活中的方方面面，是最方便的工具。如果没有生活中大量实际问题的出现，没有数学家深入实际的研究，将生活中遇到的问题转化为数学语言进行研究，就不会有今天完善的微积分理论。微积分的研究工作，以实际为出发点，主要是考虑社会发展的需要，抽象而成的数学问题。整个微积分的研究过程对社会实践与进步起到决定性作用，它向数学提出新问题、新挑战，鼓励数学的进一步发展，并提出了充分验证数学理论的标准。
微积分建立之初的应用：第一类是研究运动的时候直接出现的，也就是求即时速度的问题。第二类问题是求曲线的切线的问题。第三类问题是求函数的最大值和最小值问题。第四类问题是求曲线长、曲线围成的面积、曲面围成的体积、物体的重心、一个体积相当大的物体作用于另一物体上的引力。 微积分学极大的推动了数学的发展，同时也极大的推动了天文学、力学、物理学、化学、生物学、工程学、经济学等自然科学、社会科学及应用科学各个分支中的发展。并在这些学科中有越来越广泛的应用，特别是计算机的出现更有助于这些应用的不断发展。
生活中实际问题的模型建立。 （一）
排队等待中的极限夹逼定理
在数列极限的夹逼定理中，画出3条与轴线垂直的直线，分别代表3个垂直于平面的平面，从左到右将其标记为Yn，a，Zn，并将a假设为固定形式，Yn、Zn都向a无限接近，而此时在yn与Zn之间随意放入平面Xn，此值都是无限向a趋近，这就是夹逼定理的形象描述。
（二）投资决策中的微积分
初等数学在经济生活中的应用也十分广泛，例如在投资决策中，如果以均匀流的存款方式，也就是将资金以流水一样的方式定期不断存入银行中，那么计算t年末的总价值就可通过定积分的方式。例如某企业一次性投资某项目2千万元，并决定一年后建成投产，获得经济回报。如果忽略资金的时间价值，那么5年时间就能收回投资本金，但是如果将资金的时间价值考虑进来，可能情况就会有所变化。因此，微积分的使用，让投资决策更趋向于理性化、科学化，利于降低风险，提高回报。
（三）“微元法”计算立体体积在切菜中的应用
在研究定积分计算平行截面的面积已知的立体空间体积时，假设将空间中某个立体面，由一个曲面及垂直于x轴的两个平面围成，如果使用任意点并与x轴的平面截立体垂直，所得的截面面积也就是已知连续函数，此立体体积就能通过定积分表示。并通过“微元法”得出结论。
此种方法在生活中的应用，可考虑为切黄瓜圈时，将洗净的黄瓜放到水平放置的菜板上，菜刀则垂直于菜板的方向切去黄瓜两端，也就是所求体积的立体空间。接下来试想如何将计算出这个不规则黄瓜的体积？也就是将间隔较小距离且垂直于菜板方向切下一个黄瓜薄片，将其视为一个支柱体，这个体积也就是等于截面的面积乘以厚度。举一反三，如果将这根黄瓜切成若干薄片，计算每个薄片的面积并相加就可得到黄瓜的近似体积，且黄瓜片约薄，体积值就约精确。那么如何才能提高这个数值的精确度呢?也就是将其无限细分，再获得无限和，这正是定积分的最好应用。。
实例（一）在半径r=1cm的铁球表面上镀一层厚度为0.01cm的铜，求所需铜的重量W（铜的密度k=8.9g/cm^3）(说明：cm^3后面的3是幂，也就是立方厘米，下面的r^3也是指r的3次方，依此类推） 解：先求镀层的体积，再乘以密度，便得铜的质量。显然，镀层的体积就是两个球体体积这差。设球的体积为V，则V=f(r)=4πr^3/3 由题意可取r'=1, △r=0.01 于是，△V≈dV=f'(r')△r=f'(1)*0.01, 而f'(1)=(4πr^3/3)'|r'=4π 所以铜的体积约为dV=f'(1)*0.01=4π*0.01≈0.13(cm^3) 于是镀铜的质量约为dW=kdV≈0.13×8.9≈1.16(g)
实例(二) 定积分在物理学中的应用： 根据虎克定律，弹簧的弹力与形变的长度成正比。已知汽车车厢下的减震弹簧压缩1cm需力14000N，求弹簧压缩2cm时所作的功。 解：由题意，弹簧的弹力为f(x)=kx(k为比例常数），当x=0.01m时 f(0.01)=k×0.01=1.4×10^4N 由此知k=1.4×10^6,故弹力为f(x)=1.4×10^6x 于是，W=∫上标0.02下标0（1.4×10^6x)dx=1.4×10^6*x^2/2|上标0.02下标0 =280(J),即弹簧压缩2cm时所作的功为280J。
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