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不定积分的几种计算方法

2021-09-16范云鹏樊雪双

科技风 2021年20期
关键词:方法

范云鹏 樊雪双

摘 要:在高等数学的学习当中,不定积分的计算是非常重要的内容。但是好多初学者见到不定积分的题,没有思路,遇到不知道用哪一个积分方法,本文把不定积分的求法做一个总结,希望对初学者有一定帮助。

关键词:凑微分;分部积分

在高等数学的学习当中,导数和不定积分是非常重要的内容。相对于导数而言不定积分的计算难度更大一些,方法更灵活一些。原因在于不定积分的方法很多,而且有的题目需要将各种方法结合使用,因此有一定的难度。

1 直接积分法

一些简单的不定积分题目,被积函数是基本初等函数,或者可以经过化简成基本初等函数,结合不定积分的性质和基本积分公式,可以求出它们的不定积分。

例1:求不定积分(x2-1x-1-cosx+11+x2)dx。

解:被积函数含有-cosx和11+x2,可以直接积出来,x2-1x-1化简成x+1后也可以直接用基本积分公式。原式=(x+1-cosx+11+x2)dx=x22+x-sinx+arctanx+C。

例2:求不定积分x41+x2dx。

解:不能直接用公式,但是可以先化简一下,x41+x2=x4-1+11+x2=x2-1+11+x2,原式=x41+x2dx=x4-1+11+x2dx=(x2-1+11+x2)dx=x33-x+arctanx+C。

从上面两个例题可以看出,利用基本积分公式和性质可以求一些简单函数的积分,对于比较复杂的函数比如复合函数我们就需要掌握一些积分的方法。

2 第一換元积分法(凑微分法)

定理1:若f(u)=F(u)+C,u=φ(x)具有连续导数,则f[φ(x)]dφ(x)=F[φ(x)]+C。

此公式称为第一换元积分公式,利用第一换元积分公式称为第一换元积分法。此种方法关键是要凑出φ(x),因此也称为“凑微分法”。

例3:求不定积分e3xdx。

解:基本公式exdx=ex+C,但e3xdx=e3x+C,答案是错的,因为(e3x)′=3e3xe3xdx=13e3x(3x)′dx=13e3xd3x令3x=u13eudu=13eu+C把u=3x带回13e3x+C。

例4:求不定积分cotxdx。

解:无法直接套用基本公式,在……

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