分部積分法

2021-01-14 其然所以然

前言:

分部積分法可以說是高等數學不定積分裡一道龍門,當初學的時候怎麼也搞不懂什麼時候哪個取u,哪個取v,困擾了很長時間,還記得老師講的時候就說這部分比較難理解,你們自己在底下好好做題總結規律吧,當初在圖書館搗鼓了一個下午,才搞明白,現在用的輕車熟路了。微分,d(f(x))=f'(x)dx

分部積分法是什麼?是一種求不定積分的一種方法

什麼時候用分部積分法? 當被積函數中出現兩種不同類型的函數的時候首選分部積分法

怎麼用分部積分法? 確定好u,v,基本上就解決一半了,然後記住公式套用就OK

公式如何推導?

等式左邊把v'(x)放在d微分的後面就相當於求v'(x)原函數,不就是v(x)麼

也就是v'(x)dx=dv(x)

              註:u=u(x),v=v(x)

上面的工作就是把

換成了

確定U的順序如下,有兩個版本口訣(U通俗來說即先不用動的函數)

一個是反對冪指三,一個是反對冪三指,具體題型具體分析,絕大多數題都是按照這個順序來

(反:反三角函數;對,對數函數;冪:冪函數;指:指數函數;三:三角函數)

例題呈上:

1.(冪函數與三角函數)

過程如下:

在這個題裡,根據反對冪三指確定U,x為冪函數,cosx為三角函數,即x為U,cosx為V『

cosxdx=dsinx,原式變成xdsinx,套用公式,uv'-v'du+c

這個題用到的不定積分公式如下:

2.(冪級數與指數函數)

首先:

對該式第二項再按此模式進行分部積分,得:

故原式:

這個題用到的不定積分公式如下:

dx²=2xdx,即(x²)』=2x

3.(冪函數與反三角函數)

而該式第二項為:

故原積分式:

差不多套路都弄懂了吧,接下來上點難度

4.(看起來只有一個函數的)

∫arctanxdx

這個題明明只有一個arctanx函數啊,怎麼用不定積分

其實另外一個函數在d後面也就是x,這就相當於已經給你省略了一步,已經給你湊好了,直接套公式就可以了

=xarctanx-∫xd(arctanx)

=xarctanx-∫x /(1+x^2) dx

=xarctanx-(1/2) ∫ 1/(1+x^2) d(1+x^2) 

=xarctanx-(1/2)ln(1+x^2)+C

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複合函數

∫sin(lnx)dx
=xsin(lnx)-∫xdsin(lnx)
=xsin(lnx)-∫xcos(lnx)/xdx
=xsin(lnx)-∫cos(lnx)dx
=xsin(lnx)-xcos(lnx)+∫xdcos(lnx)
=xsin(lnx)-xcos(lnx)-∫sin(lnx)dx
移項得
∫sin(lnx)dx=1/2[xsin(lnx)-xcos(lnx)]+C

5.(回頭積分的)

∫e^xsinxdx

過程如下:

=∫sinxde^x
=sinxe^x-∫e^xdsinx
=sinxe^x-∫cosxe^xdx
=sinxe^x-∫cosxde^x
=sinxe^x-(cosxe^x-∫e^xdcosx)
=sinxe^x-cosxe^x-∫sinxe^xdx

這怎麼沒完沒了了,積不出來了,你可以看到等式兩邊都有∫sinxe^xdx,把等號右邊的∫sinxe^xdx移到等號左邊就會變成
2∫e^xsinxdx=sinxe^x-cosxe^x
∫e^xsinxdx=e^x(sinx-cosx)/2

6.(看起來像有三種函數的

先用乘法分配律展開

然後分成兩項逐項求不定積分,有係數可以把係數提出來

7.(帶有根號需要換元的)

過程如下:

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過程如下:

8.(複雜一點的)

過程如下:

結語:分部積分大多數題型上面已經覆蓋到了,看完後一定要多加練習,熟能生巧。

最後的最後,附上導數公式和不定積分公式

(基本公式一定要記牢,要不然題目都做不了)

(基本公式一定要記牢,要不然題目都做不了)

(基本公式一定要記牢,要不然題目都做不了)

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