求不定积分求导基本公式。

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[dìng jī fēn]
定积分是的一种,是函数f(x)在区间[a,b]上的积分和的。这里应注意定积分与不定积分之间的关系:若定积分存在,则它是一个具体的数值(曲边梯形的面积),而不定积分是一个函数表达式,它们仅仅在数学上有一个计算关系(),其它一点关系都没有!一个函数,可以存在不定积分,而不存在定积分,也可以存在定积分,而不存在不定积分。一个连续函数,一定存在定积分和不定积分;若只有有限个间断点,则定积分存在;若有跳跃间断点,则原函数一定不存在,即不定积分一定不存在。
定积分积分分类
不定积分(Indefinite integral)
即已知求。若F′(x)=f(x),那么[F(x)+C]′=f(x).(C∈R C为常数).也就是说,把f(x),不一定能得到F(x),因为F(x)+C的导数也是f(x)(C是任意常数)。所以f(x)积分的结果有无数个,是不确定的。我们一律用F(x)+C代替,这就称为。即如果一个导数有原函数,那么它就有无
限多个原函数。
定积分 (definite integral)
定积分就是求函数f(X)在区间[a,b]中的图像包围的面积。即由 y=0,x=a,x=b,y=f(X)所围成图形的面积。这个图形称为,特例是。[1]
定积分定义
设函数f(x) 在区间[a,b]上,将区间[a,b]分成n个子区间[x0,x1], (x1,x2], (x2,x3], …, (xn-1,xn],其中x0=a,xn=b。可知各区间的长度依次是:△x1=x1-x0,在每个子区间(xi-1,xi]中任取一点ξi(1,2,...,n),作和式
。该和式叫做积分和,设λ=max{△x1, △x2, …, △xn}(即λ是最大的区间长度),如果当λ→0时,积分和的极限存在,则这个极限叫做函数f(x) 在区间[a,b]的定积分,记为
,并称函数f(x)在区间[a,b]上可积。[2]
其中:a叫做积分下限,b叫做积分上限,区间[a, b]叫做积分区间,函数f(x)叫做被积函数,x叫做积分变量,f(x)dx 叫做被积表达式,∫ 叫做积分号。
之所以称其为定积分,是因为它积分后得出的值是确定的,是一个常数, 而不是一个。
根据上述定义,若函数f(x)在区间[a,b]上可积分,则有n等分的特殊分法:
特别注意,根据上述表达式有,当[a,b]区间恰好为[0,1]区间时,则[0,1]区间积分表达式为:
定积分性质
1、当a=b时,
2、当a&b时,
3、常数可以提到积分号前。
4、代数和的积分等于积分的代数和。
5、定积分的可加性:如果积分区间[a,b]被c分为两个子区间[a,c]与[c,b]则有
又由于性质2,若f(x)在区间D上可积,区间D中任意c(可以不在区间[a,b]上)满足条件。
6、如果在区间[a,b]上,f(x)≥0,则
7、积分中值定理:设f(x)在[a,b]上连续,则至少存在一点ε在(a,b)内使
定积分常用积分法
定积分换元积分法
(2)x=ψ(t)在[α,β]上单值、可导;
(3)当α≤t≤β时,a≤ψ(t)≤b,且ψ(α)=a,ψ(β)=b,
定积分分部积分法
设u=u(x),v=v(x)均在区间[a,b]上可导,且u′,v′∈R([a,b]),则有分部积分公式:[3]
(见参考资料1)
定积分分点问题
定积分是把函数在某个区间上的图象[a,b]分成n份,用平行于y轴的直线把其分割成无数个矩形,再求当n→+∞时所有这些矩形面积的和。习惯上,我们用等差级数分点,即相邻两端点的间距Δx是相等的。但是必须指出,即使
不相等,积分值仍然相同。我们假设这些“矩形面积和”
那么当n→+∞时,
的最大值趋于0,所以所有的
趋于0,所以S仍然趋于积分值.
利用这个规律,在我们了解之前,我们便可以对某些函数进行积分。例如我们可以证明对于函数
我们选择等比级数来分点,令公比
那么“矩形面积和”
利用等比级数公式,得到
令n增加,则s,q都趋于1,因而N的极限为(u+v)/v=u/v+1=k+1.
定积分黎曼积分
定积分的正式名称是。用自己的话来说,就是把上的函数的图象用平行于y轴的直线把其分割成无数个矩形,然后把某个[a,b]上的矩形累加起来,所得到的就是这个函数的图象在区间[a,b]的面积。实际上,定积分的上下限就是区间的两个端点a,b.
我们可以看到,定积分的本质是把图象无限细分,再累加起来,而积分的本质是求一个导函数的原函数。它们看起来没有任何的联系,那么为什么定积分要写成积分的形式呢?
定积分定理
定理1:设f(x)在区间[a,b]上连续,则f(x)在[a,b]上可积。
定理2:设f(x)区间[a,b]上有界,且只有有限个间断点,则f(x)在[a,b]上可积。
定理3:设f(x)在区间[a,b]上单调,则f(x)在[a,b]上可积。
牛顿-莱布尼茨公式
定积分与不定积分看起来风马牛不相及,但是由于一个数学上重要的理论的支撑,使得它们有了本质的密切关系。把一个图形无限细分再累加,这似乎是不可能的事情,但是由于这个理论,可以转化为计算积分。这个重要理论就是大名鼎鼎的牛顿-莱布尼兹公式,它的内容是:
如果f(x)是[a,b]上的连续函数,并且有F′(x)=f(x),那么
用文字表述为:一个定积分式的值,就是原函数在上限的值与原函数在下限的值的差。
正因为这个理论,揭示了积分与黎曼积分本质的联系,可见其在微积分学以至更高等的数学上的重要地位,因此,牛顿-莱布尼兹公式也被称作微积分基本定理。
定积分应用
解决求曲边图形的面积问题
面图形D的面积S.
求变速直线运动的路程
做的物体经过的路程s,等于其速度函数v=v(t) (v(t)≥0)在时间区间[a,b]上的定积分。
某物体在变力F=F(x)的作用下,在位移区间[a,b]上做的功等于F=F(x)在[a,b]上的定积分。(见图册“应用”)
数列求和的极限
若函数在[a,b]上连续,则有:
若函数在[a,b]上连续,则有:
若函数在[0,1]上连续,则有:
以上三个结论。[4]
Apostol, Tom M. (1967), Calculus, Vol. 1: One-Variable Calculus with an Introduction to Linear Algebra (2nd ed.), Wiley, ISBN 978-0-471-00005-1
同济大学数学系.高等数学第六版上册.北京:高等教育出版社,2007年
Burton, David M. (2005), The History of Mathematics: An Introduction (6th ed.), McGraw-Hill, p. 359, ISBN 978-0-07-
.百度文库[引用日期]
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求不定积分的方法:公式法,分项积分法,因式分解法“凑”微分法(第一换元法),第二换元法,分部微分法,有理函数的积分。
方法一:基本公式法 因为积分运算微分运算的逆运算,所以从导数公式可得到相应的积分公式。我
们可以利用积分公式来算积分
1. x ?2tan =c x x dx x +-=-?cot ) 1(sec2
x x dx x x x x ????+-=---221
55=c x x x x x x ++-=+-+-+-321
21 3. c x xdx x x +===+???tan 21
22 4. c e c e e dx e dx e x
x x x ++=+==??2ln 12) 2ln() 2() 2(2
方法二:分项积分法
将一整式分项计算积分
1.c x x x dx x x x x x dx x x ++-=+++-=++-=+???arctan 3) 1(1
. c x x x dx x dx xdx x x x x x ++-=+-=+-=-?????||ln 221
d x x x x x x x +++=+++=+++=++???2arctan 22) 2ln(21
2]) 2(1[21
方法三:因式分解法
分母是可因式分解的多项式,可用此方法做。
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你可能喜欢考研数学重难点解析:求不定积分的方法
不定积分关于有理函数、三角函数有理式、简单无理函数的求法,是考试的难点、重点。不定积分为后面有关定积分的计算、求解一阶线性微分方程奠定了基础。因为定积分的计算方法与不定积分是一样的,所以掌握不定积分的计算方法很重要。而一阶微分线性微分方程,作为微积分的应用之一,会用到不定积分求法。现分别从涉及的知识点、考查方式、求法、真题链接等四个方面进行分析。
一、涉及的知识点及考查形式
可涉及的知识点有,原函数和不定积分的概念,不定积分的基本性质,基本积分公示,不定积分的换元积分法与分部积分法,有理函数、三角函数有理式和简单无理函数的积分。有理函数、三角函数有理式和简单无理函数的积分虽然是数一、二的要求,但在求有关积分的计算时很有用,数三的同学最好也能掌握。
考查形式根据数学类型有所不同,数二、数三主要是解答题的形式,直接考查,而数一一般不直接考查,间接应用计算方法。
不定积分考查的函数特点是三角函数、简单无理函数、有理函数综合考查,考查方法是换元积分法、分部积分法的综合应用。不定积分的求法的理解和应用要多做习题,尤其是综合性的习题,才能真正掌握知识点,并应用于考研。
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