常用积分公式
kdxkxc (k为常数)
1⑵ xdx(1)xc
11211xdxxc, dx2xc 特别, dxc,
xx3x1⑶
xdxln|x|c
a⑷ adxlnac, 特别,edxec ⑸ sinxdxcosxc
⑹ cosxdxsinxc
1⑺
sinxdxcscxdxcotxc
1⑻
cosxdxsecxdxtanxc
1x1⑼ dxarcsinc(a0),特别,dxarcsinxc
axa1x11x1dxarctanc(a0),特别,⑽
axaa1xdxarctanxc
11axdxln⑾
ax2aaxc(a0)
11xadxln或
xa2axac(a0) ⑿ tanxdxlncosxc
⒀ cotxdxlnsinxc
⑴
1232xxxx22222222222222⒁
cscxdxlncscxcotxc1dx xlntancsinx2⒂
secxdx1x2a2lnsecxtanxc1dx xπlntanccosx24(a0)⒃
dx===lnxx2a2c
⒄
a2xx2axdx===arcsinax2c
2a222(a0)⒅
x2a22xadx===xalnxx2a2c
2222(a0)asinbxbcosbxaxaxesinbxdxec22ab⒆
bsinbxacosbxeaxcosbxdxeaxc22ab1⒇
(ax)dx22nnx2n3n1c(递推公式)
2(n1)a2(a2x2)n12(n1)a2跟我做练习
(一般情形下,都是先做恒等变换或用某一个积分法,最后套用某一个积分公式) 例24 含根式axbxc的积分 ⑴
2x24x5dx12(x2)21d(x2)[套用公式⒅]
⑵
x21(x2)21ln(x2)(x2)21 22xx24x5dx(2x4)4x24x5dx x24x5dx
12x24x5d(x24x5)2(请你写出答案)
⑶
1x24x5xdx1(x2)21(2x4)4x2(x2)21 d(x2)ln[套用公式⒃]
⑷
1dx2x24x51d(x24x5)2dx222x4x5x4x51x4x52dx
(请你写出答案)
⑸
54xxdx232x2x223(x2)2 3(x2)d(x2)arcsin232[套用公式⒄]
22⑹x54xx2dx12(42x)454xx2dx
1254xx2d(54xx2)254xx2dx
(请你写出答案)
⑺
dx54xx2d(x2)32(x2)2arcsinx2[套用公式⑼] 3⑻
154xx22xdx(42x)4dx54xx212d(54xx2)54xx22dx54xx2
(请你写出答案)
例25 求原函数解 因为
1dx. 1x41x4(12x2x4)2x2(1x2)2(2x)2(12xx2)(12xx2)
所以令
1AxBCxD(A,B,C,D为待定常数)1x4x22x1x22x1
(AxB)(x22x1)(CxD)(x22x1)x22x1x2x12 从恒等式(AxB)(x22x1)(CxD)(x22x1)1(两端分子相等),可得方程组
BD1(常数项)A2BC2D0(一次项系数)2AB2CD0(二次项系数)AC0(三次项系数)解这个方程组(在草纸上做),得A
1221,Bx111,C,D. 因此, 2222右端的第一个积分为
1dx1x41222dxx22x11222dx
x22x1x111222dxx22x142x1(2x2)2x22x1dx142(2x2)dx1x22x14x212x1dx
421421d(x22x1)124x2x11x1212222dx(套用积分公式)
ln(x22x1)22arctan(2x1)
类似地,右端的第二个积分为
11x112222dxln(x2x1)arctan(2x1) 2x2x14222所以
1x22x1111lnarctan(2x1)arctan(2x1) dx1x442x22x12222x22x112xln2arctan(见下注) 21x42x2x1221【注】根据tan()tantan,则
1tantan(2x1)(2x1)22x2x 21(2x1)(2x1)2(1x)1x22x1x2tanarctan(2x1)arctan(2x1)因此,
arctan(2x1)arctan(2x1)arctan dxdx(01). 【关于(01),见例17】
1cosx1cosxx解 令ttan(半角替换),则
221txxx22 cosxcos2sin22cos21112xx2221tsec21tan2例26 求
22dxd(2arctant)于是,
2dt 1t2dx1cosx12dt2dtdt2 1t21t2(1)(1)t211t2111t221x21arctantanc arctantc21121212【点评】求初等函数的原函数的方法虽然也有一定的规律,但不像求它们的微分或导数那样规范化.这是因为从根本上说,函数yy(x)的导数或微分可以用一个“构造性”的公式
y(x)limh0y(xh)y(x) 或dyy(x)dx
h确定下来,可是在原函数的定义中并没有给出求原函数的方法.积分法作为微分法的逆运算,其运算结果有可能越出被积函数所属的函数类.譬如,有理函数的原函数可能不再是有理函数,初等函数的原函数可能是非初等函数(这就像正数的差有可能是负数、整数的商有可能是分数一样).有的初等函数尽管很简单,可是它的原函数不能表示成初等函数 ,譬如
ex2dx,1dx,lnxexdx,xsinxdx等 x都不能表示成初等函数.因此,一般说来求初等函数的原函数要比求它们的微分或导数困难得多.我们用上面那些方法能够求出原函数的函数,只是初等函数中的很小一部分.尽管如此,我们毕竟可以求出足够多函数的原函数,而这些正好是应用中经常遇到的函数.因此,读者能够看懂前面那些例题并能够基本完成各节后的练习就足够了.
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