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一类不定积分的两种解法

2022-06-07胡梦薇

数学学习与研究 2022年6期

胡梦薇

【摘要】本文研究了一类不定积分的两种解法:一种是教材常用的分部积分循环解出的方法,另一种是借助于欧拉公式构造复变函数积分的新解法,并且给出了此类不定积分的计算结果.其中第二种方法具有计算简洁的优点.

【关键词】不定积分;指数函数;三角函数;欧拉公式

一、引言

在高等数学教学中,我们经常会遇到计算有关指数函数与三角函数乘积形式

∫eaxsin bxdx,ab≠0(1.1)

的不定积分,此类不定积分计算过程比较复杂,也是教学中的难点问题.鉴于此,本文给出了两种求解方法:一种是教材中常用的分部积分循环解出的方法,另一种是利用复变函数知识,借助于欧拉公式的推广形式,构造一个复变函数积分进行求解.

二、准备知识

定义2.1 如果自变量从初值x0变到终值x,对应的函数值由f(x0)变化到f(x),则称x-x0为自变量的增量,f(x)-f(x0)为函数的增量,分别记作Δx,Δy,即

Δx=x-x0,或x=x0+Δx.

Δy=f(x)-f(x0).

函数增量又可表示为

Δy=f(x0+Δx)-f(x0).

定义2.2 设函数y=f(x)在点x0及其领域内有定义,当自变量x在x0处有增量Δx时,函数有相应的增量

Δy=f(x0+Δx)-f(x0).

如果当Δx→0时,ΔyΔx的极限存在,则称f(x)在点x0处的导数存在或者可导,这个极限值就称为函数y=f(x)在点x0处的导数,记为y′x=x0,即

y′x=x0=limΔx→0ΔyΔx=limΔx→0f(x0+Δx)-f(x0)Δx.(2.1)

也可以记为f ′(x0),dydxx=x0,df(x)dxx=x0.

如果(2.1)式的极限不存在,则称函数y=f(x)在点x0处导数不存在或者不可导.如果函数y=f(x)在区间(a,b)内每一点都可导,则称函数y=f(x)在区间(a,b)内可导.这时,对于(a,b)内的每一个确定的x,都有唯一的导数值f ′(x)与之对应,所以f ′(x)也是x的函数,称它为y=f(x)的导函数,记为

y′,f ′(x),dydx,df(x)dx.

区间(a,b)称为函数y=f(x)的可导区间,于是导函数的定义为

f ′(x)=limΔx→0f(x+Δx)-f(x)Δx.

下……

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