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变速直线运动的位置与速度联系

时间:2023-10-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:事实上,可以证明,如果函数f在区间[a,b]上连续,那么,函数f在区间[a,b]上就满足关系式和式.

变速直线运动的位置与速度联系

设一物体作变速直线运动,在时刻t物体所在位置为s(t),速度为v(t).由5.1节知,如果已知变速直线运动的速度v=v(t),那么,物体从时刻t=a到时刻t=b所经过的路程等于速度函数v(t)在区间[a,b]上的定积分

另一方面,如果已知物体作变速直线运动的位置函数s=s(t),那么,这段路程又等于位置函数s(t)在区间[a,b]上的增量s(b)-s(a).同是一个物理量——路程,它的两种不同的数学表达自然应该相等,于是有

因为

v(t)=s′(t)

所以

这里虽然说的是变速直线运动问题,但是这个简单的、特殊的现象其实揭示了定积分与微分辩证关系,考察这现象所导出的结论正体现了积分与微分之间的内在联系.(www.xing528.com)

在式(5.11)中,将积分上限b换为x,得

这里x是任何大于a而小于b的数,这样两边都是x的函数,两边对x求导,得

上式表明了积分与微分之间的互逆关系.

对于速度和路程而言,式(5.12)和式(5.13)都成立.但是,舍去速度、路程这些特殊的、具体的内容,它们是否存在普遍性呢?事实上,可以证明,如果函数f(x)在区间[a,b]上连续,那么,函数f(x)在区间[a,b]上就满足关系式(5.12)和式(5.13).

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