持久理解 (CHA-4): 定积分使我们能够解决涉及区间上变化累积的问题。
学习目标 CHA-4.B: 利用定积分确定函数的平均值。
- CHA-4.B.1 连续函数 $f$ 在区间 $[a, b]$ 上的平均值为 $\dfrac{1}{b-a}\int_{a}^{b} f(x)\,dx$。
AP 微积分 AB · 知识点 8
6:04
积分的应用
函数的平均值是什么?不是几个点的平均,而是整个区间上的平均。想象曲线下的面积。现在将其压平……
英语旁白 · 英中内嵌字幕
持久理解 (CHA-4): 定积分使我们能够解决涉及区间上变化累积的问题。
学习目标 CHA-4.B: 利用定积分确定函数的平均值。
来源:College Board AP 课程与考试说明
The average value 平均值 of a continuous function 连续函数 $f$ over $[a,b]$ is the integral 积分 divided by the interval 区间 length:
Worked example. The average value of $f(x)=x^2$ on $[0,3]$ is

y = ax³ + bx² + cx + d
$f$ 在 $[a,b]$ 上的平均值是其积分除以宽度——即具有与曲线下相同面积的矩形的恒定高度。
| English | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| average value/ˈævrɪdʒ ˈvæljuː/ | 平均值 | píng jūn zhí |
| continuous function | 连续函数 | lián xù hán shù |
| integral/ˈɪntɪɡrəl/ | 积分 | jī fēn |
| interval/ˈɪntəvl/ | 区间 | qū jiān |
| rectangle/ˈrektæŋɡl/ | 矩形 | jǔ xíng |
| average rate of change/ˈævrɪdʒ reɪt ɒv tʃeɪndʒ/ | 平均变化率 | píng jūn biàn huà lǜ |
| Riemann sum/ˈriːmən sʌm/ | 黎曼和 | lí màn hé |
持久理解 (CHA-4): 定积分使我们能够解决涉及区间内变化累积的问题。
学习目标 CHA-4.C: 在涉及直线运动的问题中,利用定积分确定位置和变化率的值。
来源:College Board AP 课程与考试说明
Integration reverses the motion links of Unit 4. For a particle 质点 in straight-line motion over $[t_1,t_2]$:
The displacement-versus-distance distinction (with the absolute value 绝对值) is a classic graded point.

For $v(t)=t-2$ m/s on $[0,3]$, solve $v(t)=0$ and test either side. The particle moves left on $[0,2)$ and right on $(2,3]$.
Displacement is signed:
Position needs a starting position. If $x(0)=5$ m, then
A zero of velocity is a candidate for a turn. Check signs: $v(t)=(t-1)^2$ is positive on both sides of $t=1$, so the particle stops momentarily without changing direction.
For $a(t)=4$ m/s$^2$ and $v(0)=1$ m/s:
2025 AB Q5D (calculator not allowed). The original gives $v_J(t)=2t(t^2-1)^3$ and $x_J(0)=7$, without physical units. Recover position, using $u=t^2-1$ and $du=2t\,dt$:
2014 AB Q4(c). At times $2,5,8,12$ min, train velocities are $100,40,-120,-150$ m/min. Starting position is $s_A(2)=300$ m east of the origin. Write the exact position expression, then estimate the signed change by the three specified trapezoids 梯形:
| English | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| particle/ˈpɑːtɪkl/ | 质点 | zhì diǎn |
| displacement/dɪˈspleɪsmənt/ | 位移 | wèi yí |
| total distance travelled/ˈtəʊtl ˈdɪstəns ˈtrævld/ | 总路程 | zǒng lù chéng |
| speed/spiːd/ | 速率 | sù lǜ |
| velocity/vəˈlɒsɪti/ | 速度 | sù dù |
| acceleration/əkˌseləˈreɪʃn/ | 加速度 | jiā sù dù |
| absolute value/ˈæbsəluːt ˈvæljuː/ | 绝对值 | jué duì zhí |
| sign change/saɪn tʃeɪndʒ/ | 符号变化 | fú hào biàn huà |
| origin/ˈɒrɪdʒɪn/ | 原点 | yuán diǎn |
| initial condition/ɪˈnɪʃl kənˈdɪʃn/ | 初始条件 | chū shǐ tiáo jiàn |
| trapezoid/ˈtræpɪzɔɪd/ | 梯形 | tī xíng |
持久理解 (CHA-4): 定积分使我们能够解决涉及区间内变化累积的问题。
学习目标 CHA-4.D: 解释定积分在累积问题中的含义。
学习目标 CHA-4.E: 在应用情境中利用定积分确定净变化量。
来源:College Board AP 课程与考试说明
A function defined as an integral accumulates a rate of change. The net change 净变化 theorem is the everyday tool: the definite integral 定积分 of a rate over an interval gives the net change of the quantity:
| English | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| net change/net tʃeɪndʒ/ | 净变化 | jìng biàn huà |
| definite integral/ˈdefɪnət ˈɪntɪɡrəl/ | 定积分 | dìng jī fēn |
持久理解 (CHA-5): 定积分使我们能够解决在某一区间内面积或体积变化累积的问题。
学习目标 CHA-5.A: 使用定积分计算平面中的面积。
来源:College Board AP 课程与考试说明
The area between two curves $y=f(x)$ (top) and $y=g(x)$ (bottom) on $[a,b]$ is:
Worked example. Find the area between $y=x$ and $y=x^2$. They cross at $x=0$ and $x=1$, and on $(0,1)$ the line $y=x$ is on top, so

| English | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| intersection point/ˌɪntəˈsekʃn pɔɪnt/ | 交点 | jiāo diǎn |
| limits of integration/ˈlɪmɪts ɒv ˌɪntɪˈɡreɪʃn/ | 积分限 | jī fēn xiàn |
持久理解 (CHA-5): 定积分使我们能够求解在某一区间内面积或体积累积变化的问题。
学习目标 CHA-5.A: 使用定积分计算平面中的面积。
来源:College Board AP 课程与考试说明
Some regions are easier described with horizontal slices 水平切片 – integrate with respect to $y$:
Worked example. Find the same area between $y=x$ and $y=x^2$ with horizontal slices. Solve each curve for $x$: the line is $x=y$ and the parabola 抛物线 is $x=\sqrt{y}$. For $0<y<1$, $\sqrt{y}>y$ (try $y=0.25$: $0.5>0.25$), so the parabola is on the right:
Both methods give $\tfrac16$, as they must.

| English | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| horizontal slice/ˌhɒrɪˈzɒntl slaɪs/ | 水平切片 | shuǐ píng qiē piàn |
| parabola/pəˈræbələ/ | 抛物线 | pāo wù xiàn |
持久理解 (CHA-5): 定积分使我们能够解决在某个区间内关于面积或体积变化累积的问题。
学习目标 CHA-5.A: 使用定积分计算平面中的面积。
来源:College Board AP 课程与考试说明
If the curves cross more than twice, one function is on top for part of the region and the other on top elsewhere. Split into a sum of integrals at each crossing, or integrate the absolute value of the difference:

持久理解 (CHA-5): 定积分使我们能够解决涉及区间内面积或体积累积变化的问题。
学习目标 CHA-5.B: 使用定积分计算已知横截面的立体体积。
来源:College Board AP 课程与考试说明

If a solid has a known cross section 横截面 perpendicular 垂直 to an axis, its volume 体积 is the integral of the cross-sectional area:
Worked example. The base of a solid is the region under $y=\sqrt{x}$ from $x=0$ to $x=4$, and cross sections perpendicular to the $x$-axis are squares (the solid in the figure below). Each square's side is $s(x)=\sqrt{x}$, so $A(x)=x$ and
With semicircles on the same base instead, $A(x)=\tfrac{\pi}{8}\big(\sqrt{x}\big)^2$, so $V=\tfrac{\pi}{8}\cdot 8=\pi$: only the area formula changes.
Worked example. The base of a solid is the region between $y=x$ and $y=x^2$. Cross sections perpendicular to the $x$-axis are squares. Find the volume.
The side of each square is the slice length $s(x)=x-x^2$, so $A(x)=(x-x^2)^2=x^2-2x^3+x^4$ and
Expand the square before integrating; $\int (x-x^2)^2\,dx$ is not $\left(\int (x-x^2)\,dx\right)^2$.

y = a·√x
每个正方形切片置于底面上;其边长为$\sqrt{x}$,因此面积为$(\sqrt{x})^2=x$。
| English | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| cross section/krɒs ˈsekʃn/ | 横截面 | héng jié miàn |
| perpendicular/ˌpɜːpənˈdɪkjʊlə/ | 垂直 | chuí zhí |
| volume/ˈvɒljuːm/ | 体积 | tǐ jī |
| square/skweə/ | 正方形 | zhèng fāng xíng |
持久理解 (CHA-5): 定积分使我们能够解决在区间上面积或体积累积变化的问题。
学习目标 CHA-5.B: 使用定积分计算已知截面的立体图形的体积。
来源:College Board AP 课程与考试说明
Same method, different area formula: for an equilateral triangle 三角形 of side $s$, $A=\tfrac{\sqrt{3}}{4}s^2$; for a semicircle 半圆 of diameter 直径 $s$, $A=\tfrac{\pi}{8}s^2$. Set the shape's key length equal to the region's slice length $s(x)$, then integrate $A(x)$.

y = a·√x
相同的底面区域会因切片形状不同而产生不同的体积——仅当面积常数乘以$s(x)^2$时发生变化。
| English | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| triangle/ˈtraɪæŋɡl/ | 三角形 | sān jiǎo xíng |
| semicircle/ˈsemɪsɜːkl/ | 半圆 | bàn yuán |
| diameter/daɪˈæmɪtə/ | 直径 | zhí jìng |
持久性理解(CHA-5): 定积分使我们能够解决涉及在区间内面积或体积变化累积的问题。
学习目标 CHA-5.C: 使用定积分计算旋转体的体积。
来源:College Board AP 课程与考试说明
Revolving a region around an axis makes a solid of revolution 旋转体. If the region touches the axis, each slice is a disc 圆盘 of radius 半径 $r$ = the function value:

Worked example. Revolve the region under $y=\sqrt{x}$ from $x=0$ to $x=4$ about the $x$-axis. Each disc has radius $r=\sqrt{x}$, so

| English | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| solid of revolution/ˈsɒlɪd ɒv ˌrevəˈluːʃn/ | 旋转体 | xuán zhuǎn tǐ |
| disc/dɪsk/ | 圆盘 | yuán pán |
| radius/ˈreɪdɪəs/ | 半径 | bàn jìng |
持久理解(CHA-5): 定积分使我们能够求解在某个区间内面积或体积变化累积的问题。
学习目标 CHA-5.C: 使用定积分计算旋转体的体积。
来源:College Board AP 课程与考试说明
Around any horizontal or vertical line $y=k$ or $x=k$, the radius is the distance from the curve to that line, e.g. $r(x)=|f(x)-k|$. Set up the radius carefully, then use $V=\pi\int r^2$.

持久性理解 (CHA-5): 定积分使我们能够解决涉及在区间内面积或体积变化累积的问题。
学习目标 CHA-5.C: 使用定积分计算旋转体的体积。
持久理解 (CHA-5): 定积分使我们能够解决在某一区间内面积或体积变化累积的问题。
学习目标 CHA-5.C: 使用定积分计算旋转体的体积。
来源:College Board AP 课程与考试说明
When the region does not touch the axis, each slice is a washer 垫圈 (a ring) with an outer radius $R$ and inner radius $r$:

Worked example. Revolve the region between $y=\sqrt{x}$ and $y=x^2$ ($0\le x\le 1$) (the region in the figure) about (a) the $x$-axis and (b) the line $y=-1$.
(a) On $(0,1)$, $\sqrt{x}>x^2$, so $y=\sqrt{x}$ is farther from the $x$-axis: $R=\sqrt{x}$ and $r=x^2$.
(b) Each radius is now a distance to $y=-1$, so add $1$ to each height: $R=\sqrt{x}+1$ and $r=x^2+1$. Expand both squares:
Common mistakes. Writing $\pi\int (R-r)^2\,dx$ instead of $\pi\int (R^2-r^2)\,dx$; and, about $y=-1$, using $R=\sqrt{x}-1$ (subtracting) instead of $R=\sqrt{x}-(-1)=\sqrt{x}+1$.
| English | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| washer/ˈwɒʃə/ | 垫圈 | diàn juàn |
逐步完成,配合即时检查练习。
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