談論不定積分及其求法

2021-01-08 專升本數學學霸

一、原函數不定積分的概念

原函數的定義:

如果區間I上,可導函數F(x)的導函數為f'(x),即對任一x∈I都有

F'(x)=f(x) 或 dF(x)=f(x) dx

那麼函數F(x)就稱為f(x)(或 f(x) dx)在區間 I 上的一個原函數。

原函數存在定理:

如果函數f(x)在區間 I 上連續,那麼在區間 I 上存在可導函數F(x),使對任一x∈I都有 F'(x)=f(x).

簡單地說:連續函數一定有原函數。

不定積分的定義:

在區間 I 上,函數f(x)的帶有任意常數項的的原函數稱為f(x)( f(x)dx ) 在區間 I 上的不定積分,記作

∫ f(x)dx .

其中 記號 ∫ 稱為 積分號,f(x)稱為被積函數 f(x)dx 稱為被積表達式,x 稱為積分變量。

二、基本積分公式

三、不定積分的性質

設函數f(x)及g(x)的原函數存在,則∫ [ f(x) ± g(x)] dx= ∫ f(x) dx ± ∫ g(x) dx 。記:合攏的加減積分可以分開加減積分2. 設函數f(x)及g(x)的原函數存在,k為非零常數,則

∫ k f(x) dx=k ∫ f(x) dx

記:非零常數 乘以積分,可以把常數拿到外面乘不用積分。

四、第一類換元積分法

設f(u)具有原函數,u=φ(x)可導,則有換元公式:

也叫做 湊微分法

五、第二類換元積分法

設 x=ψ(t)是單調的可導函數,並且 ψ'(t)≠0,又設f[ψ(t)]ψ'(t)具有原函數,則有換元公式

其中

是x=ψ(x)的反函數。

三種常見的換元公式(註:利用三角形理解去記)

利用第二種換元積分法解出的常見的積分公式:

六、分部積分法

設函數u=u(x)及v=v(x)具有連續導數,則兩個函數乘積的導數公式為 (uv)'=u'v+uv',移項,得: u v'=(u v)'-u' v

對這個等式兩邊求積分

∫ u v' dx=u v- ∫ u' v dx 稱為分部積分公式

分部積分法的積分順序:反對冪指三,其含義是 從後面考慮容易積分的,先對那個積分。積分順序 :先, 三角函數 再, 指數函數 其次 , 冪函數 再次 ,對數函數,最後才是反三角函數。

七、有理函數的積分

1.複合函數積分利用換元法: ∫ f[ g(x) ]dx, 令t=g(x) ,解出 x= u(t) ,t=g(x) 和x= u(t) 互為反函數,dx=u(t)dt 則∫f(t) du(t).

2.有理函數的積分

兩個多項式的商 P(x) / Q(x) 稱為有理函數,又稱為有理分式。

當分子多項式P(x)的次數小於分母多項式的次數時,稱這有理函數為真分式。

當分子多項式P(x)的次數大於分母多項式的次數時,稱這有理函數為假分式。

如果 分母Q(x)可以分解為兩個多項式的乘積。

Q(x)=Q(x1)Q(x2) 且Q(x1)、Q(x2)沒有公因式,可以拆分成兩個真分式之和

P(x)/Q(x) = P1(x)/Q1(x) + P2(x)/Q2(x)。

例如:設有兩個個因子 A,B滿足

通過次冪的係數相等,有

A+B=1, -(2A+3B)=1,

解得

A=4, B=-3

3.可化為有理函數的積分(複雜的有理式)

利用換元積分法積分,令一個量等於複雜的式子,解出反函數式子來求積分。

以上內容純屬個人總結的觀點,不代表官方的觀點,以上是常考不定積分的內容,不定積分,考慮到此為止,下次繼續討論定積分的內容。最後,喜歡這篇內容的朋友請點讚,想要下次觀看,請收藏!歡迎大家在評論區評論。請關注我,我會不斷發布有關專升本數學考試文章或視頻。謝謝支持!希望能幫助你考上專升本。最後,祝大家夢想成真!

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