4.3 三种主要积分法 | 花野猫的数字花园1. 第一换元积分法(凑微分法)
定理 设∫f(u)du=F(u)+C, u=φ(x)存在连续导数,则
∫f[φ(x)]φ′(x)dx=∫f[φ(x)]dφ(x)=F[φ(x)]+C.
(1)∫sec4xdx.(2) (1)∫sec4 (2)∫x(lnx+2)2 (
【例4】(1993,数三)∫cosx
原式=∫cos2 【例5】(1997,数二)计算积分 ∫x(4−x)
原式=∫4−(x−2)2 原式=∫2x 2. 第二换元积分法
定理 设 x=φ(t) 是单调的、可导的函数,并且 φ′(t)=0. 又
∫f[φ(t)]φ′(t)dt=F(t)+C, ∫f(x)dx 其中 φ−1(x) 是 x=φ(t) 的反函数。
- 被积函数含有 a2−x2,令 (或 )。
【例6】 求下列不定积分,其中 a>0。
(1)∫a2−x2 (3)∫xx2−a 解 (1) 令 x=asint,
(2) 令 x=atant,
(3) 令 x=asect,
(4) 令 t=1+ex,则 x=,
3. 分部积分法
(1) 分部积分公式
∫udv=uv−∫vdu. (2) 分部积分法所适用的函数类
分部积分法比较适用于两类不同函数相乘。如下列积分,这里 pn(x) 为 x 的 n 次多项式。
分部积分法在使用时的关键是 u,v 的选取,换句话说就是把哪个函数凑到微分号里去。
① ∫pn(x)eαxdx,∫p,这3种积分都应把多项式以外的函数凑进微分号。
② ∫eαxsinβxdx,∫eαxcosβxdx,这2种积分把指数函数或三角函数凑进微分号都可以,但把指数凑进去更简单,连续两次将指数函数凑进去分部积分还原便可求解。
③ ∫pn(x)lnxdx,∫pn(,这3种积分都应把多项式函数凑进微分号。
(1)(2)
【例8】(1990,数三) 计算∫(1−x)2lnxdx。
∫
【例9】(1998,数二)∫sin2xlnsinxdx=
6.1 定积分的几何应用
更新于2026-09-08
(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)∫f(ax+b)dx=a1∫f(ax+b)d(ax+b).∫xmf(axm+1+b)dx=(m+1)a1∫f(a∫f(x)x∫f(ex)exdx=∫f(ex)d(ex).∫f(lnx)x1dx=∫f(lnx)d(lnx).∫f(sinx)cosxdx=∫f(sinx)d(sinx).∫f(cosx)sinxdx=−∫f(cosx)d(cosx).∫f(tanx)cos2x1dx=∫f(tanx)d(tanx).∫f(arcsinx)1−x21dx=∫f(arctanx)1+x21dx=∫f(arctanx)d(arctanx).
∫
x(lnx+2)2
d
x
.
(
3
)
∫
d
x
.
(
4
)
∫
d
x
.
x
d
x
=∫sec2xd(tanx)=∫(tan2x+1)d(tanx)=31tan3x+tanx+C.
d
x
=
∫(lnx+
2)2d(lnx+
2)=
31(lnx+
2)3+
C.
3
)
∫
d
x
=2∫1+xarctanxd(x)=2∫1+(x)2arctanxd(x)=2∫arctanxd(arctanx (4)∫3+2x−x22−xdx=∫3+2x−x2(1−
tanx
d
x
=
______
3
x
−dcosx
=
−∫cos−23xdcosx=
C.
dx
=
______
dx
=
arcsin2x−2+
C.
⋅
=
C.
=
∫
f
[
φ
(
t
)]
φ′
(
t
)
d
t
=
F
(
t
)
+
C
=F[φ−1(x)]+C,
x=
asint
被积函数含有 a2+x2,令 x=atant。 被积函数含有 x2−a2,令 x=asect。
x2
d
x
.
(
2
)
∫
d
x
.
2
d
x
.
(
4
)
∫
d
x
.
=∫acosta2sin2t⋅acostdt=2a2∫(1−cos2t)dt=2a2(t−21sin2t)+C=2a2arcsinax−2x
∫x2x2+a2dx=∫a2tan2tasect⋅asec2tdt
=∫asectatant⋅asecttantdt=a∫tan2tdt=a∫(sec2t−1)dt=a(tant−t)+C=x2−a2−aarccosx
ln(t2−
1)
=∫t2−12t2dt=2∫(1+t2−11)dt=2t+lnt+1t−1+C=21+ex+ln1+e ∫pn(x)eαxdx,∫pn(x)sinαxdx,∫pn(x)cosαxdx,∫eαxsinβxdx,∫eαxcosβxdx,∫pn(x)lnxdx,∫pn(x)
n
(
x
)
sin
αx
d
x
,
∫
pn
(
x
)
cos
αx
d
x
x
)
arctan
x
d
x
,
∫
pn
(
x
)
arcsin
x
d
x
(
3
)
(4)
∫xe2xdx.∫x2sinxdx.∫xlnxdx.∫exsin2xdx.
(1)∫xe2xdx(2)∫x2sinxdx(3)∫xlnxdx(4)∫exsin2xdx=21∫xde2x=21xe
(1−x)2lnx
d
x
=1−xlnx−∫x(1−x)dx=1−xlnx−∫(x1+1−x1)dx=1−xlnx+lnx1−x
.
∫sin2xlnsinxdx
=−∫lnsinxd(cotx)=−cotx⋅lnsinx+∫cot2xdx=−cotx⋅lnsinx+∫(csc2x−1)dx=−cotx⋅lnsinx−cotx−x+C.
linux 常用的命令与操作
更新于2026-09-04
4.1不定积分的概念与性质
更新于2026-09-03
xm+1
+
b
)
d
(
a
xm+1
+
b
)
(
m
=
−
1
)
.
dx
=
2
∫
f
(
)
d
(
)
.
∫
f
(
arcsin
x
)
d
(
arcsin
x
)
.
)
=
(
arctan
)2
+
C
.
x
)
+
1
d
x
=21∫3+2x−x2(2−2x)dx+∫3+2x−x2dx =21∫3+2x−x2d(3+2x−x2)+∫4−(x−1)2d(x−1)
+
C
.
=
∫
sin2tcost1
d
t
=∫sin2tcostsin2t+cos2tdt
=∫sectdt+∫sin2tcostdt
=ln∣sect+tant∣−sint1+C
=ln(x+x2+a2)−xx2+a2+C.
x2+a2
d
x
=ln(x+x2+a2)−21∫1+(xa)2 =ln(x+x2+a2)−1+(xa)2+C =ln(x+x2+a2)−xx2+a2+C.
a
+
C
.
x
+
1
+
C
.
arctan
x
d
x
,
∫
pn
(
x
)
arcsin
x
d
x
.
2x
−
21
∫
e2x
d
x
=
21
x
e2x
−
41
e2x
+
C
.
=−∫x2dcosx=−x2cosx+2∫xcosxdx=−x2cosx+2∫xdsinx
=−x2cosx+2xsinx+2cosx+C.
=21∫lnxdx2=21x2lnx−∫21x2dlnx=21x2lnx−21∫xdx
=21x2lnx−41x2+C.
=∫ex⋅21(1−cos2x)dx=21ex−21∫excos2xdx,
而∫excos2xdx=51excos2x+52exsin2x+C,
故∫exsin2xdx=21ex−101excos2x−51exsin2x+C.
+
C
.
a2dx
d[1+(xa)2]