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)
设f(μ)具有原函数F(μ)。则
?f[?(x)]??'(x)dx??f[?(x)]d?(x)?F[?(x)]?C
其中?(x)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: 例1:?ln(x?1)?lnxdx
x(x?1)111 ???x?1xx(x?1)【解】(ln(x?1)?lnx)'?ln(x?1)?lnx12dx??(ln(x?1)?lnx)d(ln(x?1)?lnx)??(ln(x?1)?lnx)?C?x(x?1)?2例2:?1?lnxdx
(xlnx)2【解】(xlnx)'?1?lnx
1?lnxdxlnx1dx????x(x?1)2?(xlnx)2xlnx?C
3.第二类换元法:
设x??(t)是单调、可导的函数,并且?'(t)?0.又设f[?(t)]?'(t)具有原函数,则有换元公式
?f(x)dx??f[?(t)]?'(t)dt
第二类换元法主要是针对多种形式的无理根式。常见的变换形式需要熟记会
用。主要有以下几种:
(1)a2?x2:x?asint;x?acost(2)x2?a2:x?atant;x?acott;x?asht (3)x2?a2:x?asect;x?acsct;x?achtn(4)nax?b:ax?b?t(5)nax?bnax?b:?tcx?dcx?d
1(6)当被积函数含有x?max2?bx?c,有时倒代换x?也奏效。t4.分部积分法.
公式:??d???????d?
分部积分法采用迂回的技巧,规避难点,挑容易积分的部分先做,最终完成不定积分。具体选取?、?时,通常基于以下两点考虑: (1)降低多项式部分的系数 (2)简化被积函数的类型 举两个例子吧~! 例3:?x3?arccosx1?x2dx
【解】观察被积函数,选取变换t?arccosx,则
?x3arccosx1?x2cos3tdx??t(?sint)dt???tcos3tdt?
sint132t(sint?1)dsint?td(??3sint?sint)?11tsin3?tsint??(sin3t?sint)dt?3311 tsin3?tsint??(sin2t?1)dcost?33121tsin3?tsint?cost?cos3t?C?339121?x3?x?(x2?2)1?x2arccosx?C933例4:?arcsin2xdx 【解】
22arcsinxdx?xsinx??x2arcsinx?11?x2dx
xarcsinx??2arcsinxd1?x2?xarcsinx?21?x2arcsinx??1?x2xarcsinx?21?x2arcsinx?2x?C21?x2dx?
上面的例3,降低了多项式系数;例4,简化了被积函数的类型。
有时,分部积分会产生循环,最终也可求得不定积分。 在??d???????d?中,?、?的选取有下面简单的规律:
(1)??Pm(x),??eax,sinax,cosax(2)??lnx,arctanx,arcsinx,??Pm(x)(3)??e,??cos?x,sin?xax
(3)会出现循环,注意?,?选取的函数不能改变。将以上规律化成一个图就是: (lnx arcsinx) Pm(x) (a^x sinx) μ ν 但是,当??lnx,??arcsinx时,是无法求解的。 对于(3)情况,有两个通用公式:
eaxI1??esinbx?dx?2(asinbx?bcosbx)?Ca?b2 eaxaxI2??ecosbx?dx?2(acosbx?bsinbx)?Ca?b2ax(分部积分法用处多多~在本册杂志的《涉及lnx的不定积分》中,常可以看到分部积分)
5.几种特殊类型函数的积分。
(1)有理函数的积分
有理函数
P(x)P*(x)P*(x)先化为多项式和真分式之和,再把分解为若干Q(x)Q(x)Q(x)dx(a2?x2)n个部分分式之和。(对各部分分式的处理可能会比较复杂。出现In??时,记得用递推公式:In?x2n?3?In?1) 222n?122a(n?1)(x?a)2a(n?1)x6?x4?4x2?2例5:?dx 322x(x?1)x6?x4?4x2?2x6?x44x2?2x4x2?2【解】 ?32???x3(x2?1)2x(x?1)2x3(x2?1)2x2?1x3(x2?1)2
x12dx??x2?12ln(x?1)?C 2224x?24x?22x?122dx?xdx?dx??x?x3(x2?1)2?x4(x2?1)2?x4(x2?1)22??1(??1)2??2??2(??1)2d????2(??1)2d??
11111(?)d????C???C22??2(??1)2??1?x(x?1)故不定积分求得。
(2)三角函数有理式的积分
x?2tan?2?sinx?x?1?tan2?2 万能公式:?x?1?tan22?cosx??2x1?tan?2?P(sinx,cosx)xdx可用变换t?tan化为有理函数的积分,但由于计算较烦,?Q(sinx,cosx)2应尽量避免。
对于只含有tanx(或cotx)的分式,必化成
sinxcosx或。再用待定系数 cosxsinxA(acosx?bsinx)?B(acos'x?bsin'x)来做。(注:没举例题并不代表不重要~)
acosx?bsinx
(3)简单无理函数的积分
一般用第二类换元法中的那些变换形式。
像一些简单的,应灵活运用。如:同时出现x和1?x时,可令x?tan2t;同时出现x和1?x时,可令x?sin2t;同时出现1?x2和arcsinx时,可令x=sint;同时出现1?x2和arccosx时,可令x=cost等等。