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積分計算遊戲

在這場積分對戰中,每塊面積都從x = 0開始,到2或3結束;代換積分關卡只問分母。對手積的是同一條曲線,你每省下一步,你的鬥士就能搶先出拳。

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什麼是積分?

積分就是把一個不斷變化的量累加起來。當曲線位於x軸上方時,定積分給出曲線下方、介於兩個x值之間的面積,這兩個值稱為積分的下限和上限。想像一輛車在旅途中的速率圖形:圖形下方的面積,就是這輛車行駛的距離。

例題:∫(0→2) (3x² + 8x + 5) dx

  1. 逐項積分:3x2變成x3,8x變成4x2,單獨的常數5變成5x。
  2. 把上限x = 2代入x3 + 4x2 + 5x,得到8 + 16 + 10 = 34。
  3. 在下限x = 0處每一項都是0,不必減去任何數,所以輸入34。

一步一步學

積分是微分的逆向 — 它把微小的切片加起來,求出曲線下方的「面積」。

冪法則翻轉過來:∫axn dx = a·xn+1/(n+1) — 把指數加一,再除以新的指數。以 ∫2x dx 從 0 到 3 為例:那是 x2 在 3 處求值 → 9。

積分,在上限求值(這裡下限是 0),輸入面積。

小提示與常見錯誤

  • 把符號當成一句話來讀:∫是拉丁文summa(和)的首字母S拉長而成,dx是極窄的寬度。所以∫ 6x2 dx表示把高為6x2的細條全部加起來。
  • 常見錯誤是乘以新的指數,而不是除以它。6x2的積分是2x3,不是18x3;把答案微分一下,應該回到6x2。
  • 在方格紙上畫出直線y = x,從0畫到6,再數一數下面的方格。三角形正好佔18格,和x2/2在6處的值一樣。

怎麼玩

前兩個關卡的每個回合都會出一道求面積的題,例如∫(0→3) 8x3 dx,你在數字鍵盤上輸入它等於的整數:162。代換積分關卡會出∫(2x+5)3 dx,只要你答出結果的分母:8。搶在對手之前答對,紅蘿蔔就會出擊;答對得越早,這一擊就越重。

— 快問快答 —

積分:精簡 FAQ

積分裡的dx是什麼意思?
在積分裡,dx說明你沿著哪個變數累加,同時代表x方向上一段極小的寬度。所以∫ 6x2 dx可以讀成許多細條之和,每條高6x2、寬dx。把細條切得越來越窄,它們的總和就成了精確的面積。沒有dx,積分就說不清該沿哪個方向切分。
定積分怎麼計算?
定積分分三步計算。先找一個反導函數,也就是微分後正好得到積分號裡那個函數的函數。再代入上限,減去它在下限處的值。例如2x從1積到3,反導函數是x2,所以9 − 1 = 8。在這個遊戲裡下限總是0,而這些反導函數在0處的值都是0。
積分的冪函數公式怎麼記?
想想襪子和鞋子:穿的時候先穿襪子,脫的時候卻先脫鞋子。微分是先乘以指數,再把指數減1,所以積分要按相反的順序把這些步驟還原:指數先加1,然後除以加1後的指數。於是12x3變成3x4,而3x4微分後又回到12x3。
代換積分最常見的錯誤是什麼?
最常見的錯誤是忘了括號裡x前面的係數。在∫(3x + 2)4 dx裡,把指數加1得到(3x + 2)5除以5,但括號裡的量增加的速度是x的3倍,所以還要再除以3。分母是3 × 5 = 15,而不是5。把(3x + 2)5 / 15微分,正好回到(3x + 2)4。
在課堂上用這個積分對戰遊戲要花錢嗎?
不用花錢:從單項式到代換積分,三個關卡都能在學校筆電或平板的瀏覽器分頁裡打開,學生也不用註冊帳號。想在黑板上做積分練習,可以讓各小組找出從0到2的面積正好是8的函數。常數4、直線4x和曲線3x2都符合,三者形狀卻完全不同。使用依學生人數計費的學校方案,老師可以在儀表板上看到誰的積分越算越好。

準備好開戰了嗎?