不定积分的计算方法

臻是.姐.

不定积分的计算方法

壬佩徐姗姗崔小兵

(南阳师范学院数学与统计学院,河南南阳473061)

c}商要]时关于不定积分的基本计算方法的总结。

拱键词】不定积分;分项积分法;第一类换毛积分法;第二类换元积分法;分部积分法

不定积分是一元积分学中非常重要的内容之一。在学习不定积分

时,学生们常感到解不定积分比较困难。因此,本文介绍了解不定积分的基本方法:分项积分法,换元积分法,分部积分法。通过本文对不定积分的基本计算方法的介绍,从而使学生们更好的掌握并能灵活运用求解不定积分的方法,启发学生的思维,达到事半功倍的效果

一不定、积分的基分项燃

本积分法:

分项积分法适用于一些比较简单的不定积分。这些不定积分是通

过代数、三角等初等方法变形,并利用不定积分的性质,将其化为基本积分公式中的情形,从而求出这些不定积分。

例1}lx+÷I,vCi-dx

解:被积函数中的根式和分式均可化为幂函数,从而可得

『【x+÷】佩x=『[x}+声】d)(=』,a×+』^x

:3J.—+1

x和+—一L}+1

产1十c:圣≯5

+2x}+c

例2求『.曼箜‰x

解:被积函数有不同三角函数sinx.COSX和cos2x,可利用倍角

公式化为

J

OSX-slnx

J

cosx-sinx

J

二、第—类涣元积分法蜮凑微分法)

第一类换元积分法是利用复合函数的一阶微分形式不变性的原理,反过来求不定积分的方法。它是通过适当的变量代隐把原积分化为关于新变量的函数的积分。此时,视新变量为中间变量,从而达到化难为易

的目的。第一类换元积分法的关键在于如何将被积函数鳓分解为fkP删

和‘P‘6。两部分,从而转化为基本积分公式有关函数的形式或容易积分的形式,其积分过程是:

㈨赤等需即卜等巾Ⅲ胡北玲凳蒜’f川幽

—粤一;::

易积

F∞、。

)+c

变量j丕原

(,。‘“I廿妒(x)d

J+a

例3J

2xefdx

解:被积函数自然地分成2xe#,其中2x与dx可以凑成d∞,于是应用变量代换U_--X2,从而有

j2x∥dX_fe}悱Jeudu=eu+c髫+c-例4

fsecXdx

腆:『sec。

舭.』旦C。

暑OS

X

x=。●』静删

一寻¨’^

。=f矗两dsin加f矗丽dsin对

=驯篙熹I+C.

2010年7月(雨

fsecxdJ

×=Icosx(secx+t。n

anx)dx—I

secx+tan-。

一I

nI单1-sir'Ixll

+c

从例4的两种思路可看出第一类换元法的技巧性与灵活性,虽然结果形式E不—样,但均可化为同一函数,至多相差—个常数。

注:应用第一类换元法的,关键是怎样分解被积函数,凑出新的微

分,使得到的新的积分比原积分更容求出。因此,熟悉一些微分变换式

是非常有用的。常见的凑微分形式有:

1)j觚+bIdx=}J眠+b》dbx+啪旭2)f怕X2+b)xd×=丢ffIaX2+蛐X2十啪≠a;3)』馅x呶州dx=告f怡xId(axl(a≠Q;4)J即nⅪ扣x=』怡炖,;5)』椰n)o扣x=胁删呲

6)ffISinx)cosxdx=ff(sin碍酏in埘;

7)Jf《cos煳nxdx=一nJ8t+腼xcess)x蝴。nacost+xces(埒;d

8}ff(tan耐i毫一。=lt(tan嫡ecZxdx=If(tan硒柏吣9)Jf(cot对i;如x=ff《c。t)。csc2xdx=一JfIcot)o批。tx):

10,fercseinx)习亡尹x一』I怕矧n黼rcs㈣;

”)/fIarccos柚静×=一f(arccos蝴ccos斌

1

2)f

letctan)d击dx=一If(arctan眦rctan蛐i

1

3)』怕rccot蝴丢一x=一I伯rccotxjclbrcc删;

14)惜dx’f静埘。

三、第二类换元积分法

第二类换元积分法是通过恰当的变量代换,将原积分化为关于新变

量的函数的积分,从而起到化难为易的效果,与第一类换元法的区别在

于祝新变量为laE'量,而不是中间变量。

使用第二类换元法的关键是根据被积函数的特点寻找一个适当的代

换×=删,从而转化为基本积分公式有关函数的形式或容易积分的形式,

其积分过程是:

㈨由等即坤等丽蒜FmMc唧喃寿皿F尝愀㈨J)]Fm

十舭a

例5

f爿XV≥I

+x

14

臻是.姐.

不定积分的计算方法

壬佩徐姗姗崔小兵

(南阳师范学院数学与统计学院,河南南阳473061)

c}商要]时关于不定积分的基本计算方法的总结。

拱键词】不定积分;分项积分法;第一类换毛积分法;第二类换元积分法;分部积分法

不定积分是一元积分学中非常重要的内容之一。在学习不定积分

时,学生们常感到解不定积分比较困难。因此,本文介绍了解不定积分的基本方法:分项积分法,换元积分法,分部积分法。通过本文对不定积分的基本计算方法的介绍,从而使学生们更好的掌握并能灵活运用求解不定积分的方法,启发学生的思维,达到事半功倍的效果

一不定、积分的基分项燃

本积分法:

分项积分法适用于一些比较简单的不定积分。这些不定积分是通

过代数、三角等初等方法变形,并利用不定积分的性质,将其化为基本积分公式中的情形,从而求出这些不定积分。

例1}lx+÷I,vCi-dx

解:被积函数中的根式和分式均可化为幂函数,从而可得

『【x+÷】佩x=『[x}+声】d)(=』,a×+』^x

:3J.—+1

x和+—一L}+1

产1十c:圣≯5

+2x}+c

例2求『.曼箜‰x

解:被积函数有不同三角函数sinx.COSX和cos2x,可利用倍角

公式化为

J

OSX-slnx

J

cosx-sinx

J

二、第—类涣元积分法蜮凑微分法)

第一类换元积分法是利用复合函数的一阶微分形式不变性的原理,反过来求不定积分的方法。它是通过适当的变量代隐把原积分化为关于新变量的函数的积分。此时,视新变量为中间变量,从而达到化难为易

的目的。第一类换元积分法的关键在于如何将被积函数鳓分解为fkP删

和‘P‘6。两部分,从而转化为基本积分公式有关函数的形式或容易积分的形式,其积分过程是:

㈨赤等需即卜等巾Ⅲ胡北玲凳蒜’f川幽

—粤一;::

易积

F∞、。

)+c

变量j丕原

(,。‘“I廿妒(x)d

J+a

例3J

2xefdx

解:被积函数自然地分成2xe#,其中2x与dx可以凑成d∞,于是应用变量代换U_--X2,从而有

j2x∥dX_fe}悱Jeudu=eu+c髫+c-例4

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2010年7月(雨

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×=Icosx(secx+t。n

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一I

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从例4的两种思路可看出第一类换元法的技巧性与灵活性,虽然结果形式E不—样,但均可化为同一函数,至多相差—个常数。

注:应用第一类换元法的,关键是怎样分解被积函数,凑出新的微

分,使得到的新的积分比原积分更容求出。因此,熟悉一些微分变换式

是非常有用的。常见的凑微分形式有:

1)j觚+bIdx=}J眠+b》dbx+啪旭2)f怕X2+b)xd×=丢ffIaX2+蛐X2十啪≠a;3)』馅x呶州dx=告f怡xId(axl(a≠Q;4)J即nⅪ扣x=』怡炖,;5)』椰n)o扣x=胁删呲

6)ffISinx)cosxdx=ff(sin碍酏in埘;

7)Jf《cos煳nxdx=一nJ8t+腼xcess)x蝴。nacost+xces(埒;d

8}ff(tan耐i毫一。=lt(tan嫡ecZxdx=If(tan硒柏吣9)Jf(cot对i;如x=ff《c。t)。csc2xdx=一JfIcot)o批。tx):

10,fercseinx)习亡尹x一』I怕矧n黼rcs㈣;

”)/fIarccos柚静×=一f(arccos蝴ccos斌

1

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1

3)』怕rccot蝴丢一x=一I伯rccotxjclbrcc删;

14)惜dx’f静埘。

三、第二类换元积分法

第二类换元积分法是通过恰当的变量代换,将原积分化为关于新变

量的函数的积分,从而起到化难为易的效果,与第一类换元法的区别在

于祝新变量为laE'量,而不是中间变量。

使用第二类换元法的关键是根据被积函数的特点寻找一个适当的代

换×=删,从而转化为基本积分公式有关函数的形式或容易积分的形式,

其积分过程是:

㈨由等即坤等丽蒜FmMc唧喃寿皿F尝愀㈨J)]Fm

十舭a

例5

f爿XV≥I

+x

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