重要概念、公式與結論
1. 兩個基本概念
1) 原函數:F′(x)=f(x)
2) 不定積分:∫f(x)dx=F(x)+C
2. 基本積分公式:(僅列出幾個不易記與常考的,其餘的見基礎篇)
(1) ∫dxa2-x2=arcsinxa+C.(2) ∫dxx2±a2=ln|x+x2±a2|+C
(3) ∫dxa2+x2=1aarctanxa+C.(4) ∫dxa2-x2=12alna+xa-x+C.
(5) ∫secxdx=ln|sexx+tanx|+C.(6) ∫cscxdx=-ln|cscx+cotx|+C.
3. 三種主要積分法
(1) 第一類換元法(湊微分法)
若∫f(u)du=F(u)+C,則∫f(φ(x))φ′(x)dx=F(φ(x))+C
【評注】1. 適用對象:1) 被積函數為複合函數,且複合過程一般不含根式
2) 被積函數為兩個不同類型函數乘積,且有“親戚”(導——原)關係
即被積函數g(x)可以看作為兩個因子f[φ(x)]與φ′(x)的乘積g(x)=f[φ(x)]φ′(x)
且一個因子f[φ(x)]是φ(x)的函數,另一個因子φ′(x)是φ(x)的導數.
【例3.1】求∫11-x2ln1-x1+xdx
【解析】因為ln1-x1+x′=(ln(1-x))′-(ln(1+x))′=-11-x-11+x=-21-x2
所以,原積分=-12∫ln1-x1+xdln1-x1+x=-14ln1-x1+x2+C
【例3.2】I=∫sinxsinx+cosxdx=.
【解析】由於(sinx)′=cosx,(cosx)′=-sinx,故可以考慮將分子拆成分母的整數倍與分母導數的整數倍的和.
I=∫sinxsinx+cosxdx=I=∫A(sinx+cosx)+B(cosx-sinx)sinx+cosxdx,
從而有A-B=1
A+B=0,由此知A=12,B=-12.
則I=∫sinxsinx+cosxdx=∫12(sinx+cosx)-12(cosx-sinx)sinx+cosxdx
=12x-ln(sinx+cosx)+C
(2) 第二類換元法:
∫f(x)dxx=φ(t)∫f(φ(t))φ′(t)dt=F(t)+C=F(φ-1(x))+C
1) 三角代換