第四章不定积分习题课-带解答(2)

2019-05-18 17:52

注 由于被积函数中含有lntaxn,表明taxn?0,故

1. dtanx?dlntaxntanx例15 求下列不定积分 1)?lnxx1?lnxdx; 2)?x(1?x)100dx.

dx??lnx?1?11?dx (请注意加1、减1的技巧) 1?lnxx解 1)?lnxx1?lnx ?????1?lnx??d(1?lnx) 1?lnx??2 ?(1?lnx)2?2(1?lnx)2?C.

331?1?2)?x(1?x)100dx??(x?1?1)(1?x)100dx

??(x?1)101d(x?1)??(x?1)100d(x?1) ?11(x?1)102?(x?1)101?C. 102101例16 设?f(x)dx?x2?C,不求出f(x),试计算不定积分?xf(1?x2)dx. 解 ?xf(1?x2)dx??1222f(1?x)d(1?x)1?x (将看作变量u) ?21??(1?x2)2?C. 2

例17 设f(x)?e?x,求?f?(lnx)dx. x解 先凑微分,然后利用?f?(u)du?f(u)?C写出计算结果.即

?

f?(lnx)1dx??f?(lnx)dlnx?f(lnx)?C?e?lnx?C??C. xx. 6 .

例18 计算不定积分?1dx.

x4(1?x2)1t 【提示】 分母中有xk时,考虑用“倒代换”x?.

解 设x?11,则dx??2dt, tt1 ?4dx??21x(1?x)t4?1?2?1??t?1??2??t?1t4t4?1?1?dt???dt ?dt???221?t1?t?t31??2 ????t?1?dt???t?arctant?C 2?31?t?? ??例19 求不定积分?解

111??arctan?C. 3xx3x1x(x?4)6dx.

?1x(x6?4)dx??1x5?dx6x6(x6?4)?1d(x6) 66x(x?4)?11????tt?4??dt ??

x6?t16?11dt ?24?t?t?4?1x61tln?C. ?ln?C ?24x6?424t?4分部积分

?uv?dx凑微分?udv交换u、vuv??vdu?uv??u?vdx.

目的,使公式右边的积分?u?vdx要比左边的积分?uv?dx容易计算,关键在于正确地选取u和凑出. 例 20 求不定积分?arcsinxxdx.

解一 这是一道综合题,先作变量代换,再分部积分.令t?x,

. 7 .

则x?t2,dx?2tdt,

?arcsinxxdx??arcsinttdt2tdt?2?arcsin? ???tvu

?2tarcsint??tdarcsint?2tarcsint?2???t1?t2dt

?2tarcsint??11?t2d(1?t2)

?2tarcsint?21?t2?C

?2xarcsinx?21?x?C.

解二 先凑微分,再代换,最后分部积分,即

?arcsinxxdx?2?arcsinxdxt1?t2x?t2?arcsintdt

?2tarcsint?2?dt

n?21?x?C. ?2tarcsti?n21?t2?C?2xarcsix

例 21 已知f(x)的一个原函数是e?x2,求?xf?(x)dx.

【提 示】 不必求出f?(x),直接运用分部积分公式. 解 由已知条件,f(x)?e??,且?f(x)dx?e?x2??x2?C,故

?xf?(x)dx??xdf(x)?xf(x)??f(x)dx

?xe?x????e2?x2?C??2x2e?x?e?x?C.

22

. 8 .

例 22 设f?(lnx)?(x?1)lnx,求f(x).

解 先求出f?(x)的表达式.设lnx?t,则x?et,

f?(t)?t(et?1).

f(t)??t(et?1)dt??tdet??tdt

t2t2tt ?te??edt??te?e??C,

22ttx2所以 f(x)?xe?e??C.

2xx例23 求不定积分?解 将分子凑成

x5?x4?2dx. x3?xx2(x3?x)?x(x3?x)?x3?x?x2?x?2,

把分式化为多项式与真分式的和

x5?x4?2x2?x?22?x?x?1?; 33x?xx?xx2?x?2再将真分式3化为最简分式的和,

x?xx2?x?2(x?2)(x?1)x?22(x?1)?x21, ?????x3?xx(x?1)(x?1)x(x?1)x(x?1)xx?1于是

?x5?x4?2212dx?(x?x?1??)dx 3?x?xxx?1x3x2 ???x?2lnx?lnx?1?C.

32

. 9 .

例24 求不定积分? 解

1?x8dx.

x(1?x8)?1?x8dx?8x(1?x)?1?x817xdx?8x8(1?x8)?1?x88d(x) 88x(1?x) ?11?u8u?x (换元,令) du?8u(1?u)?1?12????du 8??u1?u?18141814 ?lnu?ln(1?u)?C?lnx8?ln?1?x8??C ?ln|x|?ln?1?x8??C. 例25 求不定积分? 解

1dx. 1?sinx1411?sinx1?sinxdx?dx??1?sinx?1?sin2x?cos2xdx

??(sec2x?tanxsecx)dx?tanx?secx?C. 例26 求不定积分?1?1?x6(1?x)(1?1?x)53dx.

解 为同时去掉三个根式,设61?x?t,则x?t6?1,dx?6t5dt,

?1?1?x6(1?x)(1?1?x)53dx??1?t3t3?t?t?156tdt ?6?dt 522t(1?t)1?t ?6???t??t1??dt 22?1?t1?t??3t2?3ln1?t2?6arctant?C??

?331?x?3ln1?31?x?6arctan61?x?C.

??

. 10 .


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