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积分常用公式

积分常用公式一.基本不定积分公式: 1.C x dx +=⎰2.111++=⎰αααx dx x 1(-≠α) 3.C x dx x+=⎰ln 14.C aa dx a xx+=⎰ln )1,0(≠>a a 5.C e dx e x x +=⎰ 6.C x xdx +-=⎰cos sin 7.C x xdx +=⎰sin cos8.C x dx x xdx +==⎰⎰tan cos 1sec 229.C x dx x xdx +-==⎰⎰cot sin 1csc 2210.C x xdx x +=⋅⎰sec tan sec 11.C x xdx x +-=⋅⎰csc cot csc 12.C x dx x+=-⎰arcsin 112(或12arccos 11C x dx x+-=-⎰)13.C x dx x +=+⎰arctan 112 (或12cot 11C x arc dx x +-=+⎰)14.C x xdx +=⎰cosh sinh 15.C x xdx +=⎰sinh cosh二.常用不定积分公式和积分方法:1.C x xdx +-=⎰cos ln tan 2.C x xdx +=⎰sin ln cot3.C axa x a dx +=+⎰arctan 122 4.C a x a x a a x dx ++-=-⎰ln 2122 5.C x x xdx ++=⎰tan sec ln sec 6.C x x xdx +-=⎰cot csc ln csc 7.C axx a dx +=-⎰arcsin22 8.C a x x a x dx +±+=±⎰2222ln9.C a x a x a x dx x a ++-=-⎰arcsin 222222210.C a x x a a x xdx a x +±+±±=±⎰2222222ln 2211.第一类换元积分法(凑微分法):C x F x t x d x f dx x x f dx x g +=='=⎰⎰⎰)]([)(])([)]([)()]([)(ϕϕϕϕϕϕ但并未明显做变换相当于令 12.第二类换元积分法(典型代换:三角代换、倒代换、根式代换):C x F C t F dt t f dt t t g t x dxx g +=+=='=-⎰⎰⎰)]([)()()()]([)()(1ϕϕϕϕ令 注:要求代换)(t ϕ单调且有连续的导数,且“换元须还原”13.分部积分法(典型题特征:被积函数是两类不同函数的乘积,且任何一个函数不能为另一个函数凑微分)⎰⎰-=vdu uv udv14.万能置换公式(针对三角有理函数的积分。

“尽管万能但往往很繁,尽量不用”):令2tan x u =,则212sin u u x +=,2211cos u u x +-=,du u dx 212+= 15.有理真分式)()()(m n x Q x p m n <分解定理:(1). 分母)(x Q m 中如果有因式ka x )(-(k 为正整数),则分解式中有下列k 个最简分式之和: kk a x A a x A a x A )()(221-++-+- (k A A A ,,,21 都是常数)(2) 分母)(x Q m 中如果有因式kq px x )(2++(k 为正整数),其中042<-q p ,则分解式中有下列k 个最简分式之和:kk k q px x N x M q px x N x M q px x N x M )()(22222211++++++++++++(k M M M ,,,21 ,k N N N ,,,21 都是常数)三.积分时常用的三角恒等变换公式:1.1cos sin 22=+x x 2.x x 22sec tan 1=+ 3.x x 22csc cot 1=+ 4.22cos 1sin 2xx -=5. 22cos 1cos 2x x +=6.)]sin()[sin(21cos sin βαβαβα++-= 7.)]cos()[cos(21cos cos βαβαβα++-=8.)]cos()[cos(21sin sin βαβαβα+--=四.定积分的性质 1.⎰⎰⎰±=±bababadx x g dx x f dx x g x f )()()]()([2.⎰badx x kf )(⎰=b adx x f k )(3.定积分对积分区间具有可加性:⎰⎰⎰+=bccabadx x f dx x f dx x f )()()((a 、b 、c 大小任意)4.保号性:若在],[b a 上,)()(x g x f ≥,则⎰⎰≥babadx x g dx x f )()(推论1:若在],[b a 上,0)(≥x f ,则0)(≥⎰badx x f推论2:若在],[b a 上)(x f 可积,则)(x f 在区间],[b a 上也可积,且⎰⎰≤babadx x f dx x f )()(5.估值定理:若在],[b a 上,M x f m ≤≤)(,则)()()(a b M dx x f a b m ba-≤≤-⎰6.积分中值定理:若)(x f 在],[b a 上连续,则至少存在一点],[b a ∈ξ,使得))(()(a b f dx x f ba-=⎰ξ注:可以证明当上述a =ξ或b =ξ时,必另有),(b a ∈ξ,使得))(()(a b f dx x f ba-=⎰ξ7.广义积分中值定理(教材P270例7):若)(x f 和)(x g 在],[b a 上连续,且)(x g 不变号,则至少存在一点],[b a ∈ξ,使得⎰⎰=babadx x g f dx x g x f )()()()(ξ五.微积分基本定理:1. 变上限积分函数的导数:若)(x f 在],[b a 上连续,则函数⎰=Φxadt t f x )()(在],[b a 上可导,且)()(x f x =Φ'推论1:若)(x f 在],[b a 上连续,)(x b 在],[b a 上可导,则)()]([)()(x b x b f dt t f x b a '⋅='⎪⎭⎫ ⎝⎛⎰ 推论2:若)(x f 在],[b a 上连续,)(x a 、)(x b 在],[b a 上可导,则)()]([)()]([)()()(x a x a f x b x b f dt t f x b x a '⋅-'⋅='⎪⎭⎫ ⎝⎛⎰ 提示:当被积表达式中有变量x 时,求变上限积分函数对x 的导数时,一定要先设法把x 从被积表达式中消掉(此时把x 看作常数,或从积分号中提出去或换元消除) 2. 牛顿——莱布尼兹公式:设)(x f 在],[b a 上连续,)(x F 为)(x f 在],[b a 上的任意一个原函数,则)()()(a F b F dx x f ba-=⎰即可,以此类推。

六.定积分的计算方法和常用定积分公式:1. 定积分换元法:设)(x f 在],[b a 上连续,做代换)(t x ϕ=,若)(t ϕ'连续,当t 在],[βα(或],[αβ)上变化时,)(t x ϕ=的值在],[b a 上变化,且a =)(αϕ,b =)(βϕ,则⎰⎰'=βαϕϕdt t t f dx x f ba)()]([)( “换元必换限”2. 分部积分法:⎰⎰-=b aba bavdu uv udv3. 对称性:若)(x f 在],[a a -上连续,则当)(x f 为偶函数时,⎰⎰=-aaa dx x f dx x f 0)(2)(当)(x f 为奇函数时,0)(=⎰-aadx x f4. 设)(x f 是周期为T 的周期函数,则)(x f 在任何长度为一个周期的区间上定积分的值都相等,即=⎰+Ta adx x f )(⎰Tdx x f 0)(5. ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⋅⋅--⋅-⋅⋅--⋅-===⎰⎰的正奇数为大于为正偶数11325423122143231cos sin 2020n n n n n n n n n n xdx xdx I n n n πππ6.⎰⎰=πππ)(sin 2)(sin dx x f dx x xf七.定积分的几何应用:(要求掌握微元法、充分利用对称性) 1. 平面图形的面积:(步骤:一画草图,二求交点,三选积分变量,四分析微元,五列出定积分表达式,六计算定积分) (1) 直角坐标系下的面积公式:若平面图形由曲线)(x f y =,)(x g y =()()(x g x f ≥),直线a x =及b x =(b a <)围成,则⎰-=badx x g x f A )]()([若平面图形由曲线)(y x ϕ=,)(y y ψ=()()(y y ψϕ≥),直线c y =及d y =(b a <)围成,则⎰-=dcdy y y A )]()([ψϕ(2) 曲边由参数方程表示的曲边梯形的面积公式:(看作为定积分的变量代换、下限未必比上限小)若平面图形由曲线⎩⎨⎧==)()(t y t x ψϕ,直线a x =、b x =(b a <)及x 轴围成的曲边梯形,则⎰⎰'==21)()(t t badt t t ydx A ϕψ,其中)(11a t -=ϕ,)(12b t -=ϕ(3) 极坐标系下的面积公式:若平面图形由曲线)(θρρ=,射线αθ=及βθ=(βα<)围成的曲边扇形,则⎰=βαθθρd A )(2122. 立体的体积(1) 已知平行截面的面积,求立体的体积:已知立体垂直于x 轴的截面面积为)(x A ,b x a ≤≤,则 ⎰=badx x A V )((2) 旋转体的体积(a) 由曲线)(x f y =,直线a x =、b x =(b a <)及x 轴围成的曲边梯形绕x 轴旋转形成的旋转体的体积 ⎰=bax dx x f V )(2π(薄片法)(b) 由曲线)(x f y =,)(x g y =(0)()(≥≥x g x f )直线a x =及b x =(b a <)围成的图形绕x 轴旋转形成的旋转体的体积⎰-=bax dx x g x f V )]()([22π(薄片法)由曲线)(y x ϕ=,)(y x ψ=()()(y y ψϕ≥)直线c y =及d y =(d c <)围成的图形绕x 轴旋转形成的旋转体的体积⎰-=dc x dy y y y V )]()([2ψϕπ (柱壳法)(c) 由曲线)(y x ϕ=,直线c y =、d y =(d c <)及y 轴围成的曲边梯形绕y 轴旋转形成的旋转体的体积 ⎰=dcy dy y V )(2ϕπ(薄片法)(d) 由曲线)(y x ϕ=,)(y x ψ=(0)()(≥≥y y ψϕ)直线c y =及d y =(d c <)围成的图形绕y 轴旋转形成的旋转体的体积⎰-=dcy dy y y V )]()([22ψϕπ(薄片法)由曲线)(x f y =,)(x g y =()()(x g x f ≥)直线a x =及b x =(b a <)围成的图形绕y 轴旋转形成的旋转体的体积⎰-=bay dx x g x f x V )]()([2π (柱壳法)3. 平面曲线的弧长(a) 直角坐标系下的弧长公式 ⎰'+=badx y s 2)(1或⎰'+=dcdy x s 2)(1(b) 参数方程下的弧长公式 ⎰'+'=βαψϕdt t t s )()(22 (c) 极坐标系下的弧长公式 ⎰'+=βαθθρθρd s )()(22八.定积分的物理应用(微元法分析)1.变力做功 (用到的中学物理公式S F W ⋅=(功=常力⨯距离)) 2.液体的侧压力(用到的中学物理公式A P F ⋅=(压力=压强⨯面积),hg P ⋅⋅=ρ(压强=密度⨯重力加速度⨯深度)) 3.引力 (用到的中学物理公式2rMmkF =,注意:当力的方向变化时,不能直接用定积分,要分解到各坐标轴上再用定积分)九. 广义积分:1.无穷区间上的广义积分:设)(x f 在下列给定的区间上连续,)(x F 是)(x f 的一个原函数,则 (1) )()()(a F F dx x f a -+∞=⎰+∞, 其中)(lim )(x F F x +∞→=+∞,(2) )()()(-∞-=⎰∞-F b F dx x f b, 其中)(lim )(x F F x -∞→=-∞(3))()()(-∞-+∞=⎰+∞∞-F F dx x f ,其中)(lim )(x F F x +∞→=+∞,)(lim )(x F F x -∞→=-∞若上述极限(都)存在,则称广义积分收敛,否则称广义积分发散。

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