6.10
假设一辆卡车沿高速公路行驶。要计算它在给定时间间隔 t 内行驶的距离,可求其速度-时间图像曲线下的面积。
由于已知卡车在离散时间点的速度,因此无法精确计算该面积。取而代之的是使用梯形法则来近似计算面积。具体方法是将总时间间隔划分为 n 个相等的子区间,每个子区间的宽度为 Δt。
在此方法中,每个子区间的两个端点通过一条直线连接,形成梯形。
对于给定的子区间,其两条垂直边表示速度,水平底边表示时间宽度,该梯形的面积等于两条垂直边长度的平均值乘以水平距离。
将所有 n 个梯形的面积相加,即可得到位移的近似值。
经过代数运算并求解该求和式后,首尾速度各出现一次,而内部速度各出现两次,因为每个内部速度均属于两个梯形。
合并同类项后,得到的表达式近似于在指定时间间隔内的总位移。
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