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4-2不定积分的基本公式和运算法则直接积分法

·复习 1 原函数的定义。

2 不定积分的定义。

3 不定积分的性质。

4 不定积分的几何意义。

·引入在不定积分的定义、性质以及基本公式的基础上,我们进一步来讨论不定积分的计算问题,不定积分的计算方法主要有三种:直接积分法、换元积分法和分部积分法。

·讲授新课
第二节不定积分的基本公式和运算直接积分法
一基本积分公式
由于求不定积分的运算是求导运算的逆运算,所以有导数的基本公式相应地可以得到积分的基本公式如下:
以上十五个公式是求不定积分的基础,必须熟记,不仅要记右端的结果,还要熟悉左端被积函数的的形式。

求函数的不定积分的方法叫积分法。

例1.求下列不定积分.(1)
dx x ⎰21 (2)dx x x ⎰ 解:(1)dx x
⎰21=212121x x dx C C x -+-=+=-+-+⎰ (2)dx x x ⎰=C x dx x +=⎰25235
2
此例表明,对某些分式或根式函数求不定积分时,可先把它们化为x α的形式,然后应用幂函数的积分公式求积分。

二 不定积分的基本运算法则
法则1 两个函数代数和的积分,等于各函数积分的代数和,即
dx x g dx x f dx x g x f ⎰⎰⎰±=±)()()]()([
法则1对于有限多个函数的和也成立的.
法则2 被积函数中不为零的常数因子可提到积分号外,即
dx x f k dx x kf ⎰⎰=)()( (0≠k )
例2 求3(21)x x e dx +-⎰
解 3(21)x x e dx +-⎰=23x dx ⎰+dx ⎰-x e dx ⎰ =412
x x x e C +-+。

注 其中每一项的不定积分虽然都应当有一个积分常数,但是这里并不需要在每一项后面加上一个积分常数,因为任意常数之和还是任意常数,所以这里只把它的和C 写在末尾,以后仿此。

注 检验解放的结果是否正确,只把结果求导,看它的导数是否等于被积函数就行了。

如上例由于
41()2
x x x e C '+-+=321x x e +-,所以结果是正确的。

三 直接积分法
在求积分的问题中,可以直接按基本积分公式和两个基本性质求出结果(如上例)但有时,被积函数常需要经过适当的恒等变形(包括代数和三角的恒等变形)再利用积分的性质和公式求出结果,这样的积分方法叫直接积分法。

例3 求下列不定积分.
(1)
1)(x dx
-⎰ (2)dx x x ⎰+-1122 解:(1)首先把被积函数
1)(x
化为和式,然后再逐项积分得
1)((1x dx x dx
+-=+--⎰⎰
xdx dx
=+--⎰⎰⎰⎰ 5122221252
x x x x C =+--+。

注:(1)求函数的不定积分时积分常数C 不能丢掉,否则就会出现概念性的错误。

(2)等式右端的每个不定积分都有一个积分常数,因为有限个任意常数的代数和仍是一个常数,所以只要在结果中写一个积分常数C 即可。

(3)检验积分计算是否正确,只需对积分结果求导,看它是否等于被积函数。

若相等,积分结果是正确的,否则是错误的。

(2)222221122(1)111
x x dx dx dx x x x -+-==-+++⎰⎰⎰
222arctan 1dx dx x x C x =-=-++⎰⎰。

上例的解题思路是设法化被积函数为和式,然后再逐项积分,是一种重要的解题方法,须掌握。

练习 1 322324x x x dx x -++⎰,2 22221(1)x dx x x ++⎰,3 421x dx x +⎰。

答案 1 21432ln ||2x x x C x -+-+, 2 1arctan x C x
-+, 3 31arctan 3
x x x C -++ 例4 求下列不定积分.(1)xdx ⎰2tan (2)dx x 2
sin 2
⎰ 解:(1)22tan (sec 1)xdx x dx =-⎰⎰
2sec tan xdx dx x x C =-=-+⎰⎰ (2)C x x dx x dx x +-=-=⎰⎰sin 2
1212cos 12sin 2 上例的解题思路也是设法化被积函数为和式,然后再逐项积分,不过它实现化和是利用三角式的恒等变换。

练习 1 2cot xdx ⎰ 2 2
cos 2x dx ⎰ 3 cos 2x dx cosx-sinx ⎰ 答案 1 cot x x C --+ 2
1(sin )2
x x C ++ 3 sin -cos x x C +
例5 设x x f 22cos )(sin =',求)(x f .
解:由于x x x f 222sin 1cos )(sin -==',
所以x x f -='1)(,故知)(x f 是x -1的原函数,因此
C x x dx x x f +-=-=⎰2
)1()(2
. 小结 基本积分公式,不定积分的性质,直接积分法。

练习 求下列不定积分.
(1)2(12sin )x dx x -+⎰(2)2212()cos sin dx x x
+⎰, (3)dt t t ⎰+2)1(,(4
)23)1dt t +⎰,(5)dx x x ⎰+)6(6, (6)dx x x ⎰--2
411,(7)dx x x ⎰-)cot csc(csc ,(8)dx x x ⎰2sin 2cos , (9)2(cos sin )22t t dt +⎰,(10)dx x ⎰-)1(tan 2,(11
)e (3x x x dx -⎰。

答案1 2cos 2ln ||x x x C +++, 2 tan -cot x x C +,
3 212ln ||2
t t t C +++, 4 2arcsin 3arctan t t C -+, 5 761ln 67x x C ++, 6 313
x x C --+, 7 cot csc x x C -++, 8 cot 2x C --+,
9 cos t t C -+, 10 tan 2x x C -+,11(3)2arcsin 1ln3
x
e x C -++。

小结 计算简单的不定积分,有时只需按不定积分的性质和基本公式进行计算;有时需要先利用代数
运算或三角恒等变形将被积函数进行整理.然后分项计算.作业P81:2,3
板书设计。

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