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수학 학습
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부정적분정적분적분

부정적분과 정적분

부정적분과 정적분의 뜻을 구분하고, 다항함수의 부정적분·정적분을 구할 수 있다.

미분하면 f(x)가 되는 함수를 f(x)의 부정적분이라 하고 f(x)dx로 쓴다. 미분해서 같은 함수가 되는 원래 함수는 상수항을 무엇으로 두든 상관없으므로(상수를 미분하면 0이 되므로) 부정적분에는 항상 적분상수 C를 붙인다. 정적분 abf(x)dx는 구간 [a,b]에서 f(x)의 그래프와 x축 사이의 넓이(부호 포함)를 나타내는 값이다.
xndx=xn+1n+1+C (단, n1) 정적분은 부정적분 F(x)를 구한 뒤 다음과 같이 계산한다.abf(x)dx=F(b)F(a)
정적분을 계산할 때 F(x)에 어떤 적분상수 C를 더해도 F(b)-F(a)를 계산하면 C끼리 상쇄되어 사라진다. 그래서 정적분에는 +C를 붙이지 않는다.
직사각형으로 적분 넓이 근사하기
직사각형 개수를 움직이며 그래프 아래 넓이를 근사하는 과정을 확인해 보자. 직사각형을 늘릴수록 근사값이 정확한 정적분값에 가까워지는 모습을 살펴본다.
넓이 근사직사각형 개수를 늘리면 그래프 아래 넓이의 근사값이 정확한 정적분값에 가까워지는 모습을 본다.
직사각형 개수6
f(x) = x² · 구간 [0, 3]
근사값 8.9375 · 정확한 값 9.0000 · 오차 0.0625
사각형을 늘릴수록 오차가 줄어든다. 이 극한이 정적분이다.
(3x2+2x)dx를 구한다.
입문기본예상 2
(3x2+2x)dx를 구하시오.
f(x)=2x의 부정적분을 구해 보자. F(x)=x2을 미분하면 2x가 되지만, x2+5를 미분해도 2x이고 x23을 미분해도 2x다. 미분하면 상수항은 사라지므로, "미분해서 2x가 되는 함수"는 x2+C 꼴로 무수히 많다. 그래서 부정적분은 2xdx=x2+C로 적분상수 C를 반드시 붙인다. 그런데 정적분 132xdx를 계산해 보자. F(x)=x2+C라 하면F(3)F(1)=(9+C)(1+C)=91+CC=8 C가 어떤 값이든 F(3)F(1) 양쪽에 똑같이 더해져 있어서, 빼는 과정에서 서로 상쇄되어 없어진다. 그래서 정적분을 계산할 때는 C를 처음부터 생략하고 F(x)=x2만 써도 답이 똑같이 나온다 — C를 붙여도 어차피 사라지기 때문이다.
부정적분은 함수 자체(무수히 많은 원시함수 중 하나)를 구하는 것이라 C가 필요하고, 정적분은 두 값의 차를 구하는 것이라 C가 상쇄되어 필요 없다.
부정적분을 구할 때는 +C를 잊지 않고, 정적분을 구할 때는 F(b)-F(a)를 정확히 계산한다.
기본적용예상 1
132xdx를 구하시오.
심화오답률상위예상 2
12(x21)dx를 구하시오.
이 차시와 같은 개념을 쓰는 추가 문항 5개다. 유형과 난이도가 섞여 있다.
입문기본예상 1
exdx를 구하시오.
기본적용예상 2
0π/2cosx,dx의 값을 구하시오.
심화오답률상위서술예상 3
함수 f(x)=x2+1에 대해 f(x)=f(x)가 성립한다. 이때 33f(x)dx=203f(x)dx가 성립하는 이유를 설명하시오.
기본예상 2
023x2,dx를 구하시오.
심화오답률상위예상 3
12|x|,dx의 값을 구하시오.
부정적분 f(x)dx는 미분해서 f(x)가 되는 함수 전체(무수히 많음)를 나타내며 적분상수 C가 필요하다. 정적분 abf(x)dx=F(b)F(a)는 두 값의 차이므로 C가 상쇄되어 필요 없다. xndx 공식은 n=1일 때는 성립하지 않는다는 조건도 함께 기억한다.
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