百度360必应搜狗淘宝本站头条
当前位置:网站首页 > 文章教程 > 正文

高等数学不定积分,你学会了吗?第一类换元积分,都讲了些什么?

yund56 2025-03-04 12:00 47 浏览

想必大家对于大学数学中,不定积分的概念,应该不是很陌生吧?

我们首先来看一下,不定积分的概念:

定义:函数f(x)的所有原函数称为f(x)的不定积分,记作f(x)dx如果F(x)是f(x)的一个原函数,那么就有f(x)dx=F(x)+C成立。


我们将讲述式子进行拆分,可知每一部分的表述如下。

∫→积分号;f(x)→被积函数;

X→积分变量;f(x)dx→被积表达式;

C→积分常数;

了解完了不定积分的概念,我们来看一下第一类换元积分法到底要怎么运用。


按照一般情况:假设F'(u)=f(u),则∫f(u)du=F(u)+C,且u=φ(x)(可微)。

因为:dF[ φ(x)]=f[φ(x)]φ'(x)dx

所以可得关系式:∫f[φ(x)]φ'(x)dx=F[φ(x)]+C[ ∫f(u)du ]u=φ(x)

根据上面的过程,可得换元法定理。


这就是我们今天要学习的内容,将复合函数求不定积分用换元法进行求解,这个求解过程称为第一类换元积分法。

接下来,我们来看一下换元定理。


定理:设f(u)具有原函数,u=φ(x)可导,则有换元公式如下:

∫f[φ(x)]φ'(x)dx=[∫f(u)du]u=φ(x)

上述公式就是我们这节课要用到的第一类换元公式《微分法》


注意:在使用这个公式时,关键在于将不定积分进行转化,例如:∫g(x)dx化为∫f[φ(x)]φ'(x)dx

在用第一类换元公式(微分法)转化时,观察的重点不同,那么得到的结论也是不同的。

接下来,我们来看一下例题,以加深理解。



例题一、sin2xdx

分析:对于该例题一共有三种解法,第一种解法,我们在求解时,可以采用以上的换元法进行转化,可以另u=2x,那么就可以将式子进行转换,则sin2x=sin u,然后再根据配凑法进行配平即可。凑1/2d(2x)=dx

第二种解法,求解之前,我们将式子进行转换,变成sin2x=2sinx cosx,然后再进行求解,进行凑微分即可求的答案。凑(cosx)dx=d(sinx)

第三种解法,同第二种解法一样,先转换sin2x=2sinx cosx,然后再进行求解,进行凑微分即可求得答案。凑(sinx)dx=-d(cosx)




例题二、1/(3+2x)dx

分析:这个题目是分子为1,分母为(3+2x)的分数,要想解决这个题目的不定积分,可以将其凑为(lnu)'=1/u的形式。

所以可以先进行凑微分,然后再进行配平,根据凑微分,1/2×d(3+2x)=2×1/2dx

此时就可以得到对数函数求导的基本模型。

一般情况,只要是符合以下情况,都是可以进行找常数的倒数,然后进行配平。



例题三、sin2x cos?x dx

分析:这是正弦函数和余弦函数相乘,并且是次方形式,当遇到这种情况,被积函数是三角函数相乘时,需要拆分奇次项,然后进行凑微分。此时可得cos?xdx=cos? x cosxdx=cos?xd(sinx)

凑微分后,大家会发现,既有正弦函数也有余弦函数,此时还是不能直接展开,最好的方法就是将余弦函数变换成正弦函数形式,这要用到三角代换cos2 x=1-sin2x,然后用完全平方差公式展开即可(a-b)2=a2-2ab+b2

展开后,大家会发现,这个不定积分可以根据积分的加减法运算法则变换成三部分,这三部分的积分运算,实际上就是幂函数求不定积分的运算过程。



例题四、cscxdx

这个题主要是对余割函数求不定积分,在这里大家可以采用代换的方法进行求解,将余割函数代换成正弦函数,cscx sinx=1?cscx=1/sinx,然后再进行凑微分即可。

这里凑微分要注意的是,先在分子和分母进行乘正弦函数sinx,凑sinxdx=-d(cosx),然后将被积函数变换sin2x=1-cos2x

到这一步就很简单了,我们另u=cosx,将式子裂项1/(1-u2)=1/2×[1/(1-u)+1/(1+u)],裂项后再进行配平即可。

根据上述式子,我们可以将其展开,然后成为两项,这时候再进行凑微分,然后根据对数函数求积的形式进行解答即可。这里要注意一个很重要的关系式ln(1-u)-ln(1+u)=ln(1-u/1+u)

夯实基础,练习达标:根据提示,大家试一试以下题目应该怎么做。

大家下去过后,可以尝试解答一下这些练习题,有不明白的留言讨论。

相关推荐

SM小分队Girls on Top,女神战队少了f(x)?

这次由SM娱乐公司在冬季即将开演的smtown里,将公司的所有女团成员集结成了一个小分队project。第一位这是全面ACE的大姐成员权宝儿(BoA),出道二十年,在日本单人销量过千万,韩国国内200...

韩国女团 aespa 首场 VR 演唱会或暗示 Quest 3 将于 10 月推出

AmazeVR宣布将在十月份举办一场现场VR音乐会,观众将佩戴MetaQuest3进行体验。韩国女团aespa于2020年11月出道,此后在日本推出了三张金唱片,在韩国推出了...

韩网热议!女团aespa成员Giselle在长腿爱豆中真的是legend

身高163的Giselle,长腿傲人,身材比例绝了...

假唱而被骂爆的女团:IVE、NewJeans、aespa上榜

在韩国,其实K-pop偶像并不被认为是真正的歌手,因为偶像们必须兼备舞蹈能力、也经常透过对嘴来完成舞台。由于科技的日渐发达,也有许多网友会利用消音软体来验证K-pop偶像到底有没有开麦唱歌,导致假唱这...

新女团Aespa登时尚大片 四个少女四种style

来源:环球网

韩国女团aespa新歌MV曝光 画面梦幻造型超美

12月20日,韩国女团aespa翻唱曲《DreamsComeTrue》MV公开,视频中,她们的造型超美!WINTER背后长出一双梦幻般的翅膀。柳智敏笑容甜美。宁艺卓皮肤白皙。GISELLE五官精致...

女网友向拳头维权,自称是萨勒芬妮的原型?某韩国女团抄袭KDA

女英雄萨勒芬妮(Seraphine)是拳头在2020年推出的第五位新英雄,在还没有正式上线时就备受lsp玩家的关注,因为她实在是太可爱了。和其他新英雄不同的是,萨勒芬妮在没上线时就被拳头当成虚拟偶像来...

人气TOP女团是?INS粉丝数见分晓;TWICE成员为何在演唱会落泪?

现在的人气TOP女团是?INS粉丝数见分晓!现在爱豆和粉丝之间的交流方法变得多种多样,但是Instagram依然是主要的交流手段。很多粉丝根据粉丝数评价偶像的人气,拥有数百、数千万粉丝的组合作为全球偶...

韩国女团MVaespa Drama MV_韩国女团穿超短裙子跳舞

WelcometoDrama.Pleasefollow4ruleswhilewatchingtheDrama.·1)Lookbackimmediatelywhenyoufe...

aespa师妹团今年将出道! SM职员亲口曝「新女团风格、人数」

记者刘宛欣/综合报导南韩造星工厂SM娱乐曾打造出东方神起、SUPERJUNIOR、少女时代、SHINee、EXO等传奇团体,近年推出的aespa、RIIZE更是双双成为新生代一线团体,深受大众与粉丝...

南韩最活跃的女团aespa,新专辑《Girls》即将发布,盘点昔日经典

女团aespa歌曲盘点,新专辑《Girls》即将发布,期待大火。明天也就是2022年的7月8号,aespa新专辑《Girls》即将发行。这是继首张专辑《Savage》之后,时隔19个月的第二张专辑,这...

章泽天女团aespa出席戛纳晚宴 宋康昊携新片亮相

搜狐娱乐讯(山今/文玄反影/图科明/视频)法国时间5月23日晚,女团aespa、宋康昊、章泽天等明星亮相戛纳晚宴。章泽天身姿优越。章泽天肩颈线优越。章泽天双臂纤细。章泽天仪态端正。女团aespa亮...

Aespa舞台暴露身高比例,宁艺卓脸大,柳智敏有“TOP”相

作为SM公司最新女团aespa,初舞台《BlackMamba》公开,在初舞台里,看得出来SM公司是下了大功夫的,虽然之前SM公司新出的女团都有很长的先导片,但是aespa显然是有“特殊待遇”。运用了...

AESPA女团成员柳智敏karina大美女

真队内速度最快最火达成队内首个且唯一两百万点赞五代男女团中输断层第一(图转自微博)...

对来学校演出的女团成员语言性骚扰?韩国这所男高的学生恶心透了

哕了……本月4日,景福男子高中相关人士称已经找到了在SNS中上传对aespa成员进行性骚扰文章的学生,并开始着手调查。2日,SM娱乐创始人李秀满的母校——景福高中迎来了建校101周年庆典活动。当天,S...