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.A: 在具体情境中解释与变化率函数图像相关的面积的含义。
- CHA-4.A.1 变化率函数图像与 $x$ 轴之间的区域面积给出了变化的累积量。
- CHA-4.A.2 在某些情况下,可以通过使用几何方法计算变化的累积量。
- CHA-4.A.3 如果在某个区间上变化率为正(负),则累积变化为正(负)。
- CHA-4.A.4 由变化率定义的区域的面积单位等于变化率的单位乘以自变量的单位。
AP 微积分 BC · 知识点 6
10:02
探索变化量的累积
水流进一个水箱。仪表显示每分钟升数。这是一个变化率。那么,前十分钟有多少水进入?画出速率……
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内变化累积的问题。
学习目标 CHA-4.A: 在具体情境中解释与变化率函数图像相关的面积的含义。
来源:College Board AP 课程与考试说明

Where a derivative 导数 measures a rate, an integral 积分 measures an accumulation 累积 – a total built up from a rate. If a rate of change acts over an interval, the area 面积 between its graph and the axis gives the net accumulated change. This "area = total change" idea is the foundation of integral calculus 积分学.
y = 3(恒定速率)
速率曲线下的阴影面积即为累积量——扩大区间,总量随之增长。
| English | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| derivative/dɪˈrɪvətɪv/ | 导数 | dǎo shù |
| integral/ˈɪntɪɡrəl/ | 积分 | jī fēn |
| accumulation/əˌkjuːmjʊˈleɪʃn/ | 累积 | lěi jī |
| area/ˈeərɪə/ | 面积 | miàn jī |
| integral calculus | 积分学 | jī fēn xué |
持久理解 (LIM-5): 定积分可以通过几何方法和数值方法进行逼近。
学习目标 LIM-5.A: 使用几何和数值方法逼近定积分。
来源:College Board AP 课程与考试说明
A Riemann sum 黎曼和 estimates the area under a curve by adding the areas of thin rectangles 矩形. Split $[a,b]$ into subintervals 子区间 and use the function's height at the left endpoint, right endpoint, or midpoint 中点 of each. A trapezoidal sum 梯形法 uses trapezoids 梯形 instead, averaging the two endpoint heights – usually more accurate. With more, thinner rectangles the estimate improves.


Exam skill: be able to compute left, right, midpoint, and trapezoidal estimates from a table or graph, and state whether each over- or under-estimates based on whether the function is increasing/decreasing or concave up/down.
Worked example: trapezoidal sum, unequal widths. Water flows into a tank at rate $R(t)$ litres per minute.
| $t$ (minutes) | $0$ | $2$ | $5$ | $10$ |
|---|---|---|---|---|
| $R(t)$ (litres/min) | $4$ | $6$ | $7$ | $3$ |
Estimate $\int_0^{10} R(t)\,dt$ with a trapezoidal sum. The widths are $2$, $3$ and $5$, so each trapezoid needs its own width:
A left Riemann sum on the same table is $2(4)+3(6)+5(7)=61$ litres. Using one width for every strip when the table steps are unequal is a common error.
y = ax³ + bx² + cx + d
黎曼和用矩形近似曲线下的面积。增加更多、更窄的矩形,估计值收敛于精确的定积分。
| English | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| Riemann sum/ˈriːmən sʌm/ | 黎曼和 | lí màn hé |
| rectangles | 矩形 | jǔ xíng |
| subintervals/ˌsʌbɪnˈtɜːvlz/ | 子区间 | zi qū jiān |
| midpoint/ˈmɪdpɔɪnt/ | 中点 | zhōng diǎn |
| trapezoidal sum/ˈtræpɪzɔɪdl sʌm/ | 梯形法 | tī xíng fǎ |
| trapezoids | 梯形 | tī xíng |
持久理解 (LIM-5): 可以使用几何方法和数值方法来近似定积分。
学习目标 LIM-5.B: 将黎曼和的极限情形解释为定积分。
学习目标 LIM-5.C: 将黎曼和的极限情形表示为定积分。
来源:College Board AP 课程与考试说明
Writing a Riemann sum with summation notation 求和记号 $\sum_{k=1}^{n} f(x_k)\,\Delta x$ and letting the number of rectangles grow without bound gives the exact area – the definite integral 定积分:
y = x²
当矩形变得无限薄时,它们的总和变为精确的阴影面积——即定积分。
| English | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| summation notation/sʌˈmeɪʃn nəʊˈteɪʃn/ | 求和记号 | qiú hé jì hào |
| definite integral/ˈdefɪnət ˈɪntɪɡrəl/ | 定积分 | dìng jī fēn |
| limits of integration/ˈlɪmɪts ɒv ˌɪntɪˈɡreɪʃn/ | 积分限 | jī fēn xiàn |
持久理解 (FUN-5): 微积分基本定理将微分与积分联系起来。
学习目标 FUN-5.A: 使用定积分表示累积函数。
来源:College Board AP 课程与考试说明
An accumulation function 累积函数 $g(x)=\int_a^x f(t)\,dt$ gives the accumulated area from $a$ up to $x$. The Fundamental Theorem of Calculus (FTC) 微积分基本定理 says its derivative is the integrand 被积函数:
Common mistakes. Forgetting the chain-rule factor: $\dfrac{d}{dx}\displaystyle\int_1^{x^2}\cos t\,dt=\cos(x^2)\cdot 2x$, not $\cos(x^2)$. Differentiating $f$ instead of evaluating it: the derivative of $\int_a^x f(t)\,dt$ is $f(x)$, not $f'(x)$.

y = ax³ + bx² + cx + d
累积函数 $\int_a^x f(t)\,dt$ 随着 $x$ 的移动而建立有符号面积。微积分基本定理指出其导数就是 $f(x)$。
| English | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| accumulation function/əˌkjuːmjʊˈleɪʃn ˈfʌŋkʃn/ | 累积函数 | lěi jī hán shù |
| Fundamental Theorem of Calculus (FTC)/ˌfʌndəˈmentl ˈθɪərəm ɒv ˈkælkjʊləs/ | 微积分基本定理 | wēi jī fēn jī běn dìng lǐ |
| integrand | 被积函数 | bèi jī hán shù |
| upper limit | 上限 | shàng xiàn |
| chain rule/tʃeɪn ruːl/ | 链式法则 | liàn shì fǎ zé |
持久理解(FUN-5): 微积分基本定理将微分与积分联系起来。
学习目标 FUN-5.A: 使用定积分表示累积函数。
来源:College Board AP 课程与考试说明
Because $g'(x)=f(x)$, the graph of $f$ tells you everything about $g$: $g$ increases where $f>0$, decreases where $f<0$, has extrema where $f$ crosses zero, and is concave up where $f$ is increasing. Reading these connections off a graph of $f$ is a classic free-response task.
Common mistake. Adding an area below the axis instead of subtracting it. Suppose $f$ lies above the axis on $[0,3]$ with area $6$ and below it on $[3,5]$ with area $2$. Then $g(5)=\int_0^5 f(t)\,dt=6-2=4$, and $g$ has its maximum at $x=3$, where $f$ changes from positive to negative. The total area, $8$, answers a different question.
y = f(t)(被积函数 = g′)
只要 $f$(阴影高度)为正,累积面积 $g$ 就会增加;当 $f$ 变为负值时,$g$ 会减小。
持久理解 (FUN-6): 认识到运用几何知识和数学规则的机会可以简化积分运算。
学习目标 FUN-6.A: 利用面积和定积分的性质计算定积分。
来源:College Board AP 课程与考试说明
Definite integrals obey useful rules: reversing the limits negates the value ($\int_b^a=-\int_a^b$), an integral over a zero-width interval is $0$, they add over adjacent intervals 在相邻区间上相加 ($\int_a^c=\int_a^b+\int_b^c$), and constants factor out. Use these to combine or split given integral values.
y = x²
从 $a$ 到 $c$ 的面积等于从 $a$ 到 $b$ 的面积加上从 $b$ 到 $c$ 的面积——积分可在相邻区间上拆分。
| English | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| add over adjacent intervals | 在相邻区间上相加 | zài xiāng lín qū jiān shàng xiàng jiā |
持久理解(FUN-6): 识别应用几何知识和数学规则的机会可以简化积分运算。
学习目标 FUN-6.B: 利用微积分基本定理对定积分进行解析计算。
来源:College Board AP 课程与考试说明
The evaluation form of the FTC computes a definite integral from an antiderivative 原函数 $F$ (where $F'=f$):
Worked example. $\displaystyle\int_1^3 (2x+1)\,dx$: an antiderivative is $F(x)=x^2+x$, so the value is $F(3)-F(1)=12-2=10$.

y = x²
微积分基本定理第 2 部分将此阴影区域转化为 $F(2)-F(0)$ ——在上下限处求值的原函数。
| English | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| antiderivative/ˌæntɪdɪˈrɪvətɪv/ | 原函数 | yuán hán shù |
| net change/net tʃeɪndʒ/ | 净变化 | jìng biàn huà |
持久理解 (FUN-6): 识别运用几何知识和数学规则的机会可以简化积分运算。
学习目标 FUN-6.C: 利用导数知识确定函数的原函数与不定积分。
来源:College Board AP 课程与考试说明
An indefinite integral 不定积分 $\int f(x)\,dx=F(x)+C$ is the family of all antiderivatives (hence the constant of integration 积分常数 $C$). Reverse each derivative rule: the power rule 幂法则 becomes $\int x^n\,dx=\dfrac{x^{n+1}}{n+1}+C$ (for $n\neq-1$), with $\int \frac1x\,dx=\ln|x|+C$, and the antiderivatives of $e^x$, $\sin x$, $\cos x$, and $\sec^2 x$ come straight from their derivatives.
Common mistakes. Leaving out $+C$; losing the minus sign in $\int\sin x\,dx=-\cos x+C$; and using the power rule on $x^{-1}$, which would divide by $0$.
y = ax³ + d
$f$ 的所有原函数仅相差一个垂直平移 $+C$——处处斜率相同。
| English | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| indefinite integral/ɪnˈdefɪnət ˈɪntɪɡrəl/ | 不定积分 | bù dìng jī fēn |
| constant of integration/ˈkɒnstənt ɒv ˌɪntɪˈɡreɪʃn/ | 积分常数 | jī fēn cháng shù |
| power rule/ˈpaʊə ruːl/ | 幂法则 | mì fǎ zé |
持久理解 (FUN-6): 识别应用几何知识和数学规则的机会可以简化积分运算。
学习目标 FUN-6.D: 对于需要换元或重新排列为等价形式的被积函数: (a) 求不定积分。 (b) 计算定积分。
来源:College Board AP 课程与考试说明
u-substitution 换元积分 reverses the chain rule: choose $u=g(x)$ so that $g'(x)$ also appears, turning $\int f(g(x))g'(x)\,dx$ into $\int f(u)\,du$. Remember to convert $dx$ to $du$ and, for a definite integral, either change the limits to $u$-values or convert back to $x$ at the end.
Worked example. Evaluate $\displaystyle\int_0^1 x\,(x^2+1)^3\,dx$. Let $u=x^2+1$, so $du=2x\,dx$ and $x\,dx=\tfrac12\,du$. Change the limits: $x=0$ gives $u=1$, and $x=1$ gives $u=2$:
y = ax³ + bx
被积函数$2x(x^2+1)^3$中隐藏着内层函数及其导数——这是进行代换的信号。
| English | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| u-substitution/juː ˌsʌbstɪˈtjuːʃn/ | 换元积分 | huàn yuán jī fēn |
持久理解 (FUN-6): 识别应用几何知识和数学法则的机会,可以简化积分运算。
学习目标 FUN-6.D: 对于需要通过代换或重新整理为等价形式来处理被积函数的情况: (a) 求不定积分。 (b) 计算定积分。
来源:College Board AP 课程与考试说明
When a rational 有理 integrand is “top-heavy” (numerator degree $\ge$ denominator degree), long division 长除法 rewrites it as a polynomial 多项式 plus a proper fraction 真分式 you can integrate. Completing the square 配方法 in a denominator 分母 turns it into a form like $u^2+a^2$, leading to an arctangent 反正切 antiderivative $\frac1a\arctan\frac{u}{a}+C$.
Worked example: long division. Since $x^2+1=(x+1)(x-1)+2$,
Worked example: completing the square. Since $x^2+2x+5=(x+1)^2+4$, take $u=x+1$ and $a=2$:
| English | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| rational/ˈræʃənl/ | 有理 | yǒu lǐ |
| long division | 长除法 | zhǎng chú fǎ |
| polynomial/ˌpɒlɪˈnəʊmɪəl/ | 多项式 | duō xiàng shì |
| proper fraction/ˈprɒpə ˈfrækʃn/ | 真分式 | zhēn fēn shì |
| Completing the square/kəmˈpliːtɪŋ ðə skweə/ | 配方法 | pèi fāng fǎ |
| denominator/dɪˈnɒmɪneɪtə/ | 分母 | fēn mǔ |
| arctangent | 反正切 | fǎn zhèng qiè |
持久理解 (FUN-6): 认识到应用几何知识和数学规则的机会可以简化积分运算。
学习目标 FUN-6.E: 对于需要使用分部积分法的被积函数: (a) 求不定积分。仅限BC (b) 计算定积分。仅限BC
来源:College Board AP 课程与考试说明
Integration by parts 分部积分 reverses the product rule:
Worked example. For $\int x e^x\,dx$, choose $u=x$ ($du=dx$) and $dv=e^x\,dx$ ($v=e^x$):
Worked example: definite. Evaluate $\displaystyle\int_1^{e}\ln x\,dx$. There is no obvious product, so take $u=\ln x$ ($du=\tfrac1x\,dx$) and $dv=dx$ ($v=x$):
Apply the limits to the $uv$ part too; dropping them there is a frequent slip.
y = a·e^{bx}
分部积分用$\int x e^x$换取更容易的$\int e^x$——将导数从代数因子移开。
| English | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| Integration by parts/ˌɪntɪˈɡreɪʃn baɪ pɑːts/ | 分部积分 | fēn bù jī fēn |
持久理解 (FUN-6): 认识到应用几何知识和数学规则的机会可以简化积分运算。
学习目标 FUN-6.F: 对于需要通过线性部分分式法进行积分的被积函数: (a) 确定不定积分。BC专用 (b) 计算定积分。BC专用
来源:College Board AP 课程与考试说明
Partial fractions 部分分式 split a rational function with a factorable denominator into a sum of simpler fractions:
Worked example. Find $\displaystyle\int\frac{x+7}{(x-1)(x+3)}\,dx$. Write $\dfrac{x+7}{(x-1)(x+3)}=\dfrac{A}{x-1}+\dfrac{B}{x+3}$ and multiply through by the denominator:
Put $x=1$: $8=4A$, so $A=2$. Put $x=-3$: $4=-4B$, so $B=-1$. Then
Check by recombining: $2(x+3)-(x-1)=x+7$.
Common mistakes. Splitting a top-heavy fraction without dividing first (when the top's degree is at least the bottom's, do long division before partial fractions), and writing $\int\frac{1}{x+3}\,dx$ with the wrong sign or as $\ln(x+3)$ without the absolute value.
y = a / (x − b)
分母为$(x-1)(x+2)$的分式有两个垂直渐近线;部分分式将其拆分为两个简单的$\ln$部分。
| English | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| Partial fractions/ˈpɑːʃl ˈfrækʃnz/ | 部分分式 | bù fèn fēn shì |
| logarithm/ˈlɒɡərɪθəm/ | 对数 | duì shù |
| logistic differential equation | 逻辑斯谛微分方程 | luó jí sī dì wēi fēn fāng chéng |
持久理解 (LIM-6): 极限的运用使我们能够证明无界区域的面积可能是有限的。
学习目标 LIM-6.A: 计算反常积分或判断积分是否发散。仅限BC
来源:College Board AP 课程与考试说明
An improper integral 反常积分 has an infinite limit of integration or an infinite discontinuity 无穷间断点 in the integrand. Evaluate it as a limit: $\int_a^\infty f\,dx=\lim_{b\to\infty}\int_a^b f\,dx$. If the limit is a finite number the integral converges 收敛; otherwise it diverges 发散. Split at every interior singularity 奇点, and split an integral over the whole real line at a finite point. Each resulting one-sided improper integral must converge separately; cancellation of infinite parts is not convergence.
Worked example. $\displaystyle\int_1^\infty \frac{1}{x^2}\,dx=\lim_{b\to\infty}\left[-\frac1x\right]_1^b=\lim_{b\to\infty}\left(1-\frac1b\right)=1$, so it converges to $1$. By contrast $\int_1^\infty \frac1x\,dx$ gives $\lim_{b\to\infty}\ln b=\infty$ and diverges – the same integrand-shape can go either way.
Worked example: infinite discontinuity. $\dfrac{1}{\sqrt{x}}$ is unbounded at $x=0$, so
which converges. An integral like this looks ordinary, so check the integrand for a vertical asymptote 竖直渐近线 on $[a,b]$ before using $F(b)-F(a)$ directly.
Common mistake. Missing a vertical asymptote inside the interval. Blindly writing
gives a negative answer for a positive integrand. The integrand is unbounded at $x=0$: split there, and $\int_0^1\frac{1}{x^2}\,dx$ diverges, so the whole integral diverges.

y = 1/x²
$1/x^2$从$1$到$\infty$下的面积是有限的($=1$),尽管区域永无止境——这是一个收敛的反常积分。
| English | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| improper integral/ɪmˈprɒpə ˈɪntɪɡrəl/ | 反常积分 | fǎn cháng jī fēn |
| infinite discontinuity/ˈɪnfɪnət dɪskɒntɪˈnjuːɪti/ | 无穷间断点 | wú qióng jiàn duàn diǎn |
| converges/kənˈvɜːdʒɪz/ | 收敛 | shōu liǎn |
| diverges/daɪˈvɜːdʒɪz/ | 发散 | fā sàn |
| singularity | 奇点 | qí diǎn |
| vertical asymptote/ˈvɜːtɪkl ˈæsɪmptəʊt/ | 竖直渐近线 | shù zhí jiàn jìn xiàn |
本主题旨在重点训练学生选择恰当反微分方法的能力。应为学生提供充分机会,练习何时以及如何应用所有与反微分相关的学习目标。
来源:College Board AP 课程与考试说明
The BC exam expects you to recognize which method fits: basic rules, substitution (a chain-rule pattern), by parts (a product), partial fractions (a factorable rational), or long division/completing the square. Being able to look at an integral and pick the right tool quickly is itself a tested skill.
y = ax³ + bx
被积函数是简单幂函数、复合函数还是不定分式,决定了使用哪种原函数工具。
| English | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| signed area/saɪnd ˈeərɪə/ | 有符号面积 | yǒu fú hào miàn jī |
逐步完成,配合即时检查练习。
正在加载学科…