求不定积分的几种基本方法.pptVIP

关于求不定积分的几种基本方法 第1页，共36页，编辑于2022年，星期一 一般地，如果 是 的一个原函数，则 而如果 又是另一个变量 的函数 且 可微，那么根据复合函数的微分法，有 由此得 第2页，共36页，编辑于2022年，星期一 是具有原函数 于是有如下定理： 定理1 设 可导，则 有换元公式 （5-2） 由此可见，一般地，如果积分 不能直接 利用利用基本积分公式计算，而其被积表达式 能表示为 的形式，且 较易计算，那么可令 第3页，共36页，编辑于2022年，星期一 代入后有 这样就得到了 的原函数.这种积分称为第一类换元法. 由于在积分过程中，先要从被积表达式中凑出一个积分 因子 因此第一类换元法也称为凑微分法. 例2 求 解 第4页，共36页，编辑于2022年，星期一 再以 代入，即得 例3 求 解 被积函数 可看成 与 构成的复合 函数，虽没有 这个因子，但我们可以凑出这个因子： ， 如果令 便有 第5页，共36页，编辑于2022年，星期一 ， 一般地，对于积分 总可以作变量代换 ，把它化为 第6页，共36页，编辑于2022年，星期一 ， 例4 求 解 令 则 第7页，共36页，编辑于2022年，星期一 ， 例5 求 解 令 ,则 ,有 凑微分与换元的目的是为了便于利用基本积分公式．在 比较熟悉换元法后就可以略去设中间变量和换元的步骤． 第8页，共36页，编辑于2022年，星期一 例7 求 例6 求 解 解 第9页，共36页，编辑于2022年，星期一 解 例8 求 第10页，共36页，编辑于2022年，星期一 例9 求 解 类似地可得 第11页，共36页，编辑于2022年，星期一 例10 求 解 第12页，共36页，编辑于2022年，星期一 例11 求 解 类似地可得 第13页，共36页，编辑于2022年，星期一 类似地可得 例12 求 解 例13 求 解 第14页，共36页，编辑于2022年，星期一 第一类换元法有如下几种常见的凑微分形式: (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) 第15页，共36页，编辑于2022年，星期一 二、 第二类换元法 第一类换元法是通过变量代换 ，将积分 化为积分 ．第二类换元法是通 过变量代换 ，将积分 化为积分 在求出后一个积分后,再以 反函数 代回去,这样换元积分公式可表示为: 上述公式的成立是需要一定条件的，首先等式右边 的不定积分要存在，即被积函数 的 第16页，共36页，编辑于2022年，星期一 有原函数；其次, 的反函数 要存在.我们有下面的定理． 定理2 设函数 连续, 单调、可导，并且 ，则有换元公式 (5-3) 下面举例说明公式(5-3)的应用． 第17页，共36页，编辑于2022年，星期一 例14 求 解 遇到根式中是一次多项式时，可先通过适当的换 元将被积函数有理化，然后再积分． 令 ,则 ，故 第18页，共36页，编辑于2022年，星期一 例15 求 解 令 ，则 ,则有 例16 求 解 为使被积函数有理化．利用三角公式 令 则它是 的单调可导函数， 具有反函数 ,且 第19页，共36页，编辑于2022年，星期一 因而 例17 求 解 令 则 于是 第20页，共36页，编辑于2022年，星期一 其中 例18 求 解 被积函数的定义域为 ,令 ，这时 故 第21页，共36页，编辑于2022年，星期一 其中 ,当 时,可令 类似地可得到相同形式的结果． 以上三例中所作的变换均利用了三角恒等式，称之为 三角代换，可将将被积函数中的无理因式化为三角函数 的有理因式．一般地，若被积函数中含有 时，可 作代换 或 ；含有 时，可作 代换 ；含有 时，可作代换 第22页，共36页，编辑于2022年，星期一 利用第二类换元法求不定积分时，还经常用到倒代换 即 等． 例19 求 解 令 ,则 因此 当 时， ,有 第23页，共36页，编辑于2022年，星期一 当 时， 有 综合起来，得 在本节的例题中，有几个积分结果是以后经常会遇到 的．所以它们通常也被当作公式使用．这样,常用的积分 公式，除了基本积分表中的以外，再添加下面几个(其中 常数a＞