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定積分的原函數問題
定積分的原函數問題
更新时间:2025-04-26 12:20:43

定積分的原函數問題(不定積分原函數)1

跟随輝哥的步伐,走進數學的大門。

今天我們要講的是不定積分的求解方法,希望大家能夠認真學習。

定積分的原函數問題(不定積分原函數)2

一、換元法

1.第一類換元法: 形如∫g(x)dx=∫f[z(x)]z′(x)dx=[∫f(u)du] 其中u=z(x)

例題

定積分的原函數問題(不定積分原函數)3

定積分的原函數問題(不定積分原函數)4

2.第二類換元法(需要令t)

(一)、根号内隻有一次項和常數項的二次根式

方法:将根号整體換元來脫根号

例題:

定積分的原函數問題(不定積分原函數)5

(二)、根号内隻有二次項和常數項的二次根式 (a為常數項) 方法:

定積分的原函數問題(不定積分原函數)6

4.如被積函數中含有 √x²±a²還可試令x=sh t或x=ch t 其中(∫sh xdx=ch x+C ∫ch xdx=sh x+C)

例題①

定積分的原函數問題(不定積分原函數)7

定積分的原函數問題(不定積分原函數)8

定積分的原函數問題(不定積分原函數)9

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(三)、根式内為一般二次多項式的二次根式。

方法:将根式内配方化為根号内隻有二次項和常數項。

例題:

定積分的原函數問題(不定積分原函數)11

(四)、以下兩種情況:

定積分的原函數問題(不定積分原函數)12

例題⑤

定積分的原函數問題(不定積分原函數)13

例題⑥

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(五)、如果被積函數為商形式,且分子次數比分母小,可試用倒代換,令x=1/t

例題:

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二、分部積分法

分部積分公式:∫udv=uv-∫vdu

使用分部積分法的常見類型:

(1)∫ 幂x指數dx 選 指數dx=dv

定積分的原函數問題(不定積分原函數)16

(2)∫ 幂x對數dx 選 幂dx=dv

定積分的原函數問題(不定積分原函數)17

(3)∫ 幂x三角函數dx 選 三角函數dx=dv

(如果sinx cosx遇到二次,半角公式化為一次。如果遇到三次,則先湊微分再用分部積分。secx tanx cotx cscx必須偶次)

定積分的原函數問題(不定積分原函數)18

(4)∫ 幂x反三角函數dx 選 幂dx=dv

定積分的原函數問題(不定積分原函數)19

(5)∫ 指數x三角函數dx (根據情況而定)

定積分的原函數問題(不定積分原函數)20

定積分的原函數問題(不定積分原函數)21

(6)∫secⁿxdx和∫cscⁿxdx(n為偶次時不需要用分部積分法)

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綜上選擇誰U誰V,看誰求導簡單,誰求導簡單就取為U,反之為V。例如多項式x和三角函數cosx相乘,很明顯對于多項式x更容易求導,因此我們選擇多項式x做為U。

三、有理函數的不定積分

本方法來自華東師範大學數學系編《數學分析·上冊》(第三版),190頁.

定積分的原函數問題(不定積分原函數)23

看幾個例題(知識有限,具體方法下次總結)

定積分的原函數問題(不定積分原函數)24

定積分的原函數問題(不定積分原函數)25

四、三角函數中的積分技巧

1.在計算∫sin²ⁿ⁺¹xdx或∫cos²ⁿ⁺¹xdx時,一般将積分∫sin²ⁿ⁺¹xdx化成-∫(1-cos²)ⁿd(cosx),将積分∫cos²ⁿ⁺¹xdx化成∫(1-sin²)ⁿd(sinx)來進行計算。

2.在計算積分∫sin²ⁿxdx或∫cos²ⁿxdx時,一般利用倍角公式進行降幂計算。

3.在計算積分∫sin(ax)cos(Bx)dx,∫sin(ax)sin(Bx)dx,∫cos(ax)cos(Bx)dx時,一般利用積化和差公式對被積函數進行變形後再計算。

4.形如∫R(sinx,cosx)dx時,一般用萬能代換法,令t=tanx/2。

定積分的原函數問題(不定積分原函數)26

例題

定積分的原函數問題(不定積分原函數)27

5.若有R(cosx,sinx)dx=R(-cosx,-sinx)dx,可令t=tanx;

若有R(-sinx,cosx)dx=-R(-sinx,cosx)dx,可令cosx=t;

若有R(sinx,-cosx)dx=-R(sinx,cosx)dx,可令sinx=t。

例題

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另外還可以利用積分表來快速的求出一些原函數。

  • 哲學上說矛盾是具有普遍性的,因此我們要具體問題具體分析。求解不定積分的方法并不是拘泥于以上幾種,我們做題時應該從題目本身的條件出發,采取靈活多變的解題方法。

參考文獻(Rreference):

·[1]華東師範大學數學系.數學分析(上冊)[M].北京:高等教育出版社,2001.6

·[2]吉米多維奇等.數學分析習題集[M].北京:高等教育出版社,2010.7

·[3]同濟大學數學系.高等數學(上冊)[M].北京:高等教育出版社,2014.7

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