邢春峰 袁安鋒 綦春霞
摘要:對(duì)幾組不定積題目分進(jìn)行分析、歸納,給出求某些不定積分計(jì)算的一些技巧。
關(guān)鍵詞:不定積分;積分方法;技巧
中圖分類號(hào):G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2015)13-0283-02
不定積分是高等數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容,是學(xué)習(xí)定積分和多元函數(shù)積分學(xué)的基礎(chǔ)。不定積分的計(jì)算具有一定的靈活性,要學(xué)好這部分內(nèi)容,必須熟悉基本積分公式、基本運(yùn)算性質(zhì)、基本積分方法、一定的解題策略,并能對(duì)被積函數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)拇鷶?shù)或三角的恒等變形,或?qū)Ρ环e表達(dá)式進(jìn)行湊微分、變量置換等的變形。當(dāng)然,有些積分題目的方法也不是一成不變的,關(guān)鍵還是要注意分析題目的形式,平時(shí)大膽試用各種解題方法。下面通過(guò)幾組類似積分的比較來(lái)看一看積分計(jì)算中的解題方法的靈活性和技巧性.
例1 求不定積分(1) tanxdx;(2) tan2xdx;(3) tan3xdx;(4) tan4xdx。
解 (1) tanxdx= dx=- d(cosx)=-ln|cosx|+C;(用湊微分法)
(2) tan2xdx= (sec2x-1)dx=tanx-x+C;(三角恒等變形后積分)
(3) tan3xdx= tanx(sec2x-1)dx= tanxd(tanx)- tanxdx= tan2x+ln|cosx|+C;(三角恒等變形后積分)
(4) tan4xdx= tan2x(sec2x-1)dx= tan2xd(tanx)- tan2xdx= tan3x-tanx+x+C。(三角恒等變形后積分)
例2 求不定積分(1) secxdx;(2) sec2xdx;
(3) sec3xdx;(4) sec4xdx。
解 (1) secxdx= dx=
d(secx+tanx) ln|secx+tanx|+C;(用湊微分法)
(2) sec2xdx=tanx+C;(應(yīng)用積分公式)
(3) sec3xdx= secxd(tanx)=secxtanx- tanxd(secx)=secxtanx- secxtan2xdx=secxtanx- sec3xdx+ secxdx=secxtanx+ln|secx+tanx|- sec3xdx,
所以 sec3xdx= secxtan+ ln|secx+tanx|+C;(用分部積分法)
(4) sec4xdx= sec2xd(tanx)= (1+tan2x)d(tanx)=tanx+ tan3x+C。(用湊微分法)
例3 求不定積分(1) lnxdx;(2) xlnxdx;(3) dx;(4) dx。
解 (1) lnxdx=xlnx- xd(lnx)=xlnx-x+C;(用分部積分法)
(2) xlnxdx= lnxd(x2)= x2lnx- x2d(lnx)= x2lnx- xdx= x2lnx- x2+C;(用分部積分法)
(3) dx= lnxd(lnx)= ln2x+C;(用湊微分法)
(4) dx= d(lnx)=ln|lnx|+C。(用湊微分法)
例4 求不定積分(1) (1+2x)10dx;(2) x(1+2x)10dx;(3) x(1+x2)10dx。
解 (1) (1+2x)10dx= (1+2x)10d(1+2x)= (1+2x)11+C;(用湊微分法)
(2) x(1+2x)10dx1+2x=t (t-1)t10 dt= (t11-t10)dt= t12- t11+C= (1+2x)12- (1+2x)t11+C;(用第二類換元積分法)
(3) x(1+x2)10dx= (1+x2)10d(1+x2)= (1+x2)11+C。(用湊微分法)
例5 求不定積分(1) dx;(2) dx;(3) dx;(4) dx。
解 (1) dx x=2tant= 2sec2tdt= sectdt=ln|sect+tant|+C=ln| +x|+C;(用第二類換元積分法)
(2) dx= d(x2+4)+ +C;(用湊微分法)
(3) dx x=2sect 2secttantdt= sectdt=ln|sect+tant|+C=ln| +x|+C;(用第二類換元積分法)
(4) dx= d(x2-4)= +C。(用湊微分法)
大家也可以嘗試著做下面幾組求不定積分的題目:
1.(1) sinxdx;(2) sin2xdx;(3) sin3xdx;(4) sin4xdx。
2.(1) cosxdx;(2) cos2xdx;(3) cos3xdx;(4) cos4xdx。
3.(1) cotxdx;(2) cot2xdx;(3) cot3xdx;(4) cot4xdx。
4.(1) cscxdx;(2) csc2xdx;(3) csc3xdx;(4) csc4xdx。
5.(1) exdx;(2) xexdx;(3) x2exdx;(4) xe dx。
6.(1) dx;(2) dx;(3) dx;(4) dx。
7.(1) dx;(2) dx;(3) dx;(4) dx。
8.(1) dx;(2) dx;(3) dx;(4) x dx。
通過(guò)上面每道例題中幾個(gè)不同形式積分的比較可以看出,被積函數(shù)稍微變化一點(diǎn),積分方法可能就完全不一樣,因此,在學(xué)習(xí)不定積分計(jì)算時(shí),一定要注意比較,這樣才能很順利地掌握各種積分方法。
參考文獻(xiàn):
[1]同濟(jì)大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)系.高等數(shù)學(xué):上冊(cè)[M].6版.北京:高等教育出版社,2007.
[2]馮偉杰,魏光美,李美生,吳紀(jì)桃.高等數(shù)學(xué)習(xí)題課教材[M].北京:清華大學(xué)出版社,2012.
[3]王景克.高等數(shù)學(xué)解題方法與技巧[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,2001.endprint