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不定积分求解方法及技巧

作者:高考题库网
来源:https://www.bjmy2z.cn/gaokao
2021-02-06 10:59
tags:

-

2021年2月6日发(作者:缩写)


摘要:


总结不定积分基本定义,


性质和公式,< /p>


求不定积分的几种基本方法和技巧,


列举个别

典型例子,运用技巧解题。



一.不定积分的概念与性质



定义


1



如 果


F



x


)是 区间


I


上的可导函数,并且对任意的


x


?


I


,有


< /p>


F



(x)=f(x)dx


则称


F



x


)是


f(x)


在区间


I


上的一个


原函数




定理


1


(原函数存在定理)

< p>
如果函数


f(x)


在区间


I


上连续,那么


f(x)


在区间


I


上一定有


原函数,即存在可导函数


F



x



,使得


F



x



=f(x)



x


?


I




简单的说就是,


连续函数一定有原函数



定理


2




F



x


)是< /p>


f(x)


在区间


I


上的一个原函数,则




1




F



x



+C


也是


f(x)


在区 间


I


上的原函数,其中


C


是任意函数;




2




f(x)



I


上的 任意两个原函数之间只相差一个常数。



定义


2



< /p>



F



x


)是


f(x)


在区间


I


上的一个原函数,那么


f(x)


的全 体原函数


F



x



+C




f(x)


在区间


I


上的


不定积分


,记为


其中记号


?< /p>


f(x)d(x),



?


f(x)d(x)=F(x)+C



?


称为


积分号



f(x)


称为


被积函数



f( x)d(x)


称为


被积表达式



x


称为积分


变量


,< /p>


C


称为


积分


常数






1







f(x)



g(x)









?


[f( x)


?


g(x)]dx=


?

< p>
f(x)dx


?


?


g(x )dx.



性质


2



< /p>


设函数


f(x)


存在原函数,

< p>
k


为非零常数,则


?


kf (x)dx=k


?


f(x)dx.



二.换元积分法的定理



如果不定积分


?


g(x)dx


不容易直接求出,但被 积函数可分解为


g(x)=f[


?


(x )]


?



(x).



做变量代换


u=


?

(x),


并注意到


?


< p>


x



dx=d


?


(x),


则可将变量


x


的积分转化成变量


u


的积

< p>
分,于是有


如果


?


g(x )dx=


?


f[


?

(x)]


?



(x)dx=


?


f(u)du.



?


f(u)du


可以积出,则不定积分


?


g(x)dx


的计算问题就解决了,这就是


第一类换


元法


。第一类换元法就是将复合函数的微分法 反过来用来求不定积分。



定理


1




F(u)



f(u)


的一个原函数,


u=


?


(x)


可导,则有换元公式



?


f[


?

< br>(x)]


?



(x)dx=< /p>


?


f(u)du=F(u)+C=F[


?


(x)]+C.



第一类换元法是通过 变量代换


u=


?


(x),


将积分


?


f[


?

< p>
(x)


?



(x)dx


化为


?


f(u)du.



有些积分需要用到形如


x=


?


(t)


的变量代换,


将积分


在求出后一积分之后,再以


x=


?


(t)


的反函数


t=


?





?


f(x)dx


化为


?


f[


?


(t)]


?

< br>’


(t).


?


1


(X)


带回去,这就是


第二类换元法

< br>。


?


f(x)dx={


?


f[


?


(t)]


?



(t)dt}


t

?


?


?


1


(


X


)


.


< /p>


?


1


为了保证上式成立,除被积函数应存 在原函数之外,还应有原函数


t=


?


件 ,给出下面的定理。




x

< p>
)存在的条


定理


2


< /p>



x=


?


(t)


是单调,可导的函数,并且


?




t



?

< p>
0.


又设


f[


?


(t)]


?



(t)



有原函数


F



t



,


则< /p>



其中


?


?


1


?


f(x)dx=

< br>?


f[


?


(t)]

< p>
?



(t)dt=F(t)+C=F[

< p>
?


?


1


(x)]+C




x


)是


x=


?



t


)的反函数。



三.常用积分公式



1


基本积分公式



1



?


?


kdx=kx+C(k


是常数


)





2



?


x


u


?


1


x


dx=


+C(u


?


-1);



u


?


1


u



3



dx

< p>
dx


=ln


x


+C





4



?


=a rctanx+C;



x


1

< p>
?


x


2


dx


1


?


x


2

< br> (5)


?


?


?


?


?


?


?

< br>=arcsinx+C; (6)


?

< p>
?


?


?


?


?


cosxdx=sinx+C;



(7)


(9)


sinxdx=-cosx+C (8) < /p>


dx


2


=


?


sec


xdx=tanx+C;



2


cos


x


dx


2


=


?


csc


xdx=-cotx+C; (10)


?


secxtanxdx=secx+C;



2


sin


x


cscxcotxdx=-cscx +C; (12)


a


dx= e


+C; (14)


chxdx=shx+C. (16)


cotxdx=ln


sinx


+C; (18)


x


x


(11)


(13)


(15)


(17)


e


dx= e


+C;



shxdx=chx+C;



tanx dx=-ln


cosx


+C;



secxdx=ln


secx


?


tanx


+C;



x


x


(19)cscxdx=ln< /p>


cscx


?


cot


x


+C; (20)


?


1


x


?


a


dx


=


+C;


< p>
ln


2


2


a


?


x


a


x

< br>?


a


dx


a

2


?


x


2


=ln(x+


x


2


?

< br>a


2


+C;



(21)


?


?

dx


a


2


?


x


2


dx


x


2


?


a


2


=a rcsin


x


+C; (22)


?


a


(23)

=ln


x


?


x

2


?


a


2


+C.



2.


凑微分基本类型





四.解不定积分的基本方法



四.求不定积分的方法及技巧小汇总


~




1.


利用基本公式。


(这就不多说了


~




2.


第一类换元法。


(凑微分)




f(


μ


)


具有原函数


F(


μ


)


。则



?

< p>
f


[


?


(


x


)]


?


?

< br>'


(


x


)


dx


?


?


f


[


?


(


x


)]


d


?


(


x


)


?


F


[


?


(


x


)]

< p>
?


C



其中


?


(


x


)

< br>可微。



用凑微分法求解不定积分时,首先要认真观察被 积函数,寻找导数项内容,


同时为下一步积分做准备。


当实在看 不清楚被积函数特点时,


不妨从被积函数中


拿出部分算式求导、 尝试,或许从中可以得到某种启迪。如例


1


、例


2




1



?


ln(

x


?


1


)


?


ln


x


dx



x


(


x


?


1


)


1


1


1


?


?


?



x


?


1

< br>x


x


(


x


?


1


)


【解】


(ln(


x


?


1

)


?


ln


x


)'


?


ln(


x

?


1


)


?


ln


x


1


2


d x


?


?


(ln(


x


?


1


)


?


ln


x


)


d< /p>


(ln(


x


?


1


)


?


ln


x< /p>


)


?


?


(ln(


x


?


1


)


?


ln


x


)


?


C


?


x

< p>
(


x


?


1


)


?


2


2



?


1


?


ln


x


dx



(


x


ln


x< /p>


)


2

-


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