楊柳
[摘 要]分部積分是針對被積函數是乘積形式的積分,分部積分公式運用比較靈活。就列表的方法對分部積分加以說明,并列舉列表法適用的類型。
[關鍵詞]分部積分;乘積列表法
[中圖分類號]O172.2 [文獻標識碼]A
高等數學是大學一年級學生的一門專業(yè)基礎課,在學習高等數學的時候總感覺到很困難。特別是學習了求導之后,學習積分。積分是求導運算的逆運算,卻比求導運算復雜。常見的積分方法有直接積分法、換元積分法、分部積分法。
在被積函數是乘積形式的積分時,如果不能直接積分或者換元積分,那么一般會用到分部積分。分部積分公式。分部積分前提是要選取恰當的和函數,利用分部積分公式得到最后的結果,選取和的方法比較固定,按照“反、對、冪、指、三”的順序依次選擇,兩個函數乘積的積分,順序靠左的函數是,順序靠右的函數是,指數函數和三角函數乘積中,和函數的選取方式任意?;蛘哂械慕滩闹袑Ρ环e函數分類,然后直接說明每一類中和函數的選取。
1 列表法的計算規(guī)則
分布函數列表法是把被積函數分為兩部分,分上下位置放置,上邊是被積函數中能夠求導,且越來越簡單的函數,或者多次導數之后結果是0的函數;下邊放置的是被積函數的另外一部分,依次對其積分,積分次數與上面的導數次數相同即可。一般地,對積分,如果函數經過多次求導,結果等于0,或者結果是,可以用如下計算方法:
對函數多次求導,對函數多次積分,然后依次用斜線連接上下兩行的函數,該項的符號由左向右依次為正負相間隔,然后寫出積分關系式,得到的結果中可以含有積分符號。
例1 求不定積分
解 被積函數可以看做兩個函數的乘積,可以多次求導,而可以多次積分,用列表法求不定積分。
例2 求不定積分。
解 被積函數是乘積形式,但是與都不能經過多次求導而結果是0,但是它們求導之后又會回到最初的形式,也可以用列表的方法。
移項整理得.
在例1中,求導的結果最終是0,0和下面一行中的函數相乘的積分結果還是0,因此可以直接寫出整個積分的結果;例2中求導兩次的時候,形式仍然是,這時候得到的是一個關系式,左右兩側都含有不定積分,移項得到需要的結果。
2 列表法適用的類型
(1)適用于,, ,其中是次多項式。在用列表法的時候,可以多次求導,直至導數等于零,而都可以多次積分。
(2)適用于,,,其中,,可以求導,而可以多次積分。
(3)適用于,,任意選取需要求導的函數,求導兩次之后的形式與最初相同,這時候得到關于積分的一個關系式,移項整理后就可以得到不定積分的結果,不定積分后需加常數C。
使用列表法的時候,具體要算到哪一步,根據情況而定。
3 列表法的評價
列表法的優(yōu)點是:只針對函數乘積中的某一個函數多次求導或積分,消除了在應用分部積分時,既有積分又有求導的弊端。
列表法也有它的缺點:列表法有一定的局限性,對于特定的類型能取得較好的效果。但是如反三角函數與指數函數的乘積,就不能使用列表法。
[參考文獻]
[1] 錢吉林.數學分析題解精粹[M].湖北:湖北辭書出版社,2009.