不定积分的分部积分法
说明2: 单纯的反三角函数、对数函数积分, 可直接运用分部积分;
例6 解
e x sin xdx . 求不定积分
e x sin xdx e x d( cos x ) e x cos x e x cos xdx e x cos x e x d(sinx )
1 x 1 ( 3) ( x 1)e x dx . x
二、小结
1.口诀(反、对、幂、三、指); 2.单纯的反三角函数、对数函数积分, 可直接运用分部积分; 3.不定积分可通过解方程求得,但要注意 结果+C; 4.有时应结合换元积分,先换元后再分部; 5.被积函数中含有抽象函数的导函数,常 考虑用分部积分; 6.利用分部积分法可得求不定积分的递 推公式。
例2 若
求不定积分
x cos xdx
x cos xdx . 2 x cos xd( ) 2
x2 x2 cos x sin xdx 2 2
显然 , u 和 dv 选择不当,积分更难进行. 解
x cos x dx x d(sin x ) x sin x sin x dx
x2 1 arctan x ( x arctan x ) C . 2 2
例5 解
求不定积分
arcsin xdx.
arcsin x dx x arcsin x x d(arcsin x )
x arcsin x x dx 2 1 x
x arcsin x 1 x 2 C .
x
xe e x dx 1 x xe e x e C C 1 x 1 x
x x
x
1 x 1 ( 3) ( x 1)e x dx . x 1 1 x x 解 原式 ( x 1 )e x dx e x dx x
1 x (1 2 )e x
而
x2 I1 x ln xdx ln x d( ) 2 x2 x2 x2 x ln x d(ln x ) ln x dx 2 2 2 2 x2 x2 ln x C 2 2
所以对任意确定的 n 1 , 由递推公式都可求得 I n .
例10
1 求不定积分 e ( ln x )dx . x
x arctan x (1) dx . 2 1 x x arctan x 解 dx arctan x d( 1 x 2 ) 1 x2
1 x arctan x 1 x d(arctan x )
2 2
1 x arctan x
2
1 x 2 arctan x
注意循环 形式
e x (sin x cos x ) e x sin x dx
ex e x sin x dx (sin x cos x ) C . 2
说明3: 不定积分可通过解方程求得,但要注意 结果+C;
可连续几次利用多次分部,但每次应 塞同一类函数;
例 解
求不定积分
例 解
求不定积分
sin(ln x )dx.
令 ln x u , 则 x e u , dx e udu ,
sin(ln x )dx e u sin u du
例7
求不定积分
sin
2 x 1 dx .
2
解
u 1 令 2x 1 u , 则 x , dx udu , 2
sec x tan x ln sec x tan x sec3 x dx
1 sec x dx (sec x tan x ln sec x tan x ) C 2
3
例 解
求不定积分
sin(ln x )dx.
x sin(ln x ) xd[sin(ln x )]
sin
2 x 1 dx u sin udu ud( cos u)
u cos u cos udu u cos u sin u C
2 x 1 cos 2 x 1 sin 2 x 1 C .
说明4: 有时应结合换元积分,先换元后再分部;
I n x(ln x )n dx (ln x )n d(
x ) 2
2
1 2 1 2 n x (ln x ) x d((ln x )n ) 2 2 1 2 n n x (ln x ) x(ln x )n1 dx 2 2 1 2 n n ( n N * , n 1) x (ln x ) I n1 2 2 1 2 n n 递推公式为 I n x (ln x ) I n1 , ( n N * , n 1), 2 2
x 5、 [cos(ln x ) sin(ln x )] C ; 2 x 1 e arctan x C ; 6、 2 1 x2 x 2e x xe x e x C . 7、 x2 2 sin x C. 三、cos x x
例4 解
求不定积分
(x
2
2 x ) cos xdx .
sin(ln x )dx
x sin(ln x ) cos(ln x )dx x sin(ln x ) x cos(ln x ) xd[cos(ln x )] x[sin(ln x ) cos(ln x )] sin(ln x )dx
x sin(ln x )dx [sin(ln x ) cos(ln x )] C . 2
(ln x ) 3 dx ; 2、 2 x
二、求下列不定积分: 2 2 x dx ; 1、 x cos 2
3、 e ax cos nxdx ; 5、 cos(ln x)dx ;
4、 e 3 x dx ; 6、
xe arctan x (1 x 2 )
3 2
dx .
sin x 三、已知 是 f ( x ) 的原函数,求 xf ' ( x )dx . x 四、设 f ( x )dx F ( x ) C , f ( x ) 可微,且f ( x ) 的反 1 函数 f ( x ) 存在,则
2 x x
再次使用 分部积分法
( x 2 1)e x 2( xe x e x ) C . ( x 2 2 x 3)e x C .
例4 解
求不定积分
x arctan xdx.
x2 x arctan x dx arctan x d( 2 )
x2 x2 1 arctan x dx 2 2 2 1 x x2 1 1 arctan x (1 ) dx 2 2 2 1 x
f
1
( x )dx xf
1
( x) F f
1
( x ) C .
练习题答案
一、1、 x cos x sin x C ; 2、 x arcsin x 1 x 2 C ; cos xdx ; e 3、ln x , x 2 dx ; 4、 x , 5、arctan x , x 2 dx ; 6、 x , e x dx . x3 1 2 二、1、 x sin x x cos x sin x C ; 6 2 1 2、 [(ln x ) 3 3(ln x ) 2 6 ln x 6] C ; x e ax ( a cos nx n sin nx ) C 3、 2 2 a n 3 3e x ( 3 x 2 2 3 x 2 ) C ; 4、
2
1 1 x dx 2 1 x 1 dx 2 1 x
2
2
1 x arctan x ln( x 1 x ) C .
xe ( 2) dx . 2 (1 x )
x
解
1 xe x (1 x )2 dx xe d(1 x ) x xe 1 d( xe x ) 1 x 1 x
x 1 x
dx e
x 1 x
x
1 x
dx
xd(e xe
x 1 x
1 x
x
1 x
) e
x 1 x
dx
x 1 x
e
dx e
dx
xe
x
C.
练 习 题
一、填空题: 1、 x sin xdx ________________;
2、 arcsin xdx _______________; 4、计算 e
sec 3 x dx .
sec3 x dx sec x sec2 x dx sec x d(tan x ) sec x tan x tan x d(sec x )
sec x tan x tan 2 x sec x dx
sec x tan x (sec3 x sec x ) dx
x2
x2
,
xf ( x )dx xf ( x ) f ( x )dx
2 x e
2 x2
e
C.
说明5: 被积函数中含有抽象函数的导函数,常 考虑用分部积分;
说明6:利用分部积分法可得求不定积分的递 推公式 例9 求积分 x(ln x )n dx . ( n N * ) 解
x
解
1 ex e ( ln x )dx dx e x lnxdx x x
x
ex x dx lnx d(e ) x ex ex dx e x lnx dx x x
e lnx C .
x
练习: 求下列不定积分
x arctan x (1) dx . 2 1 x xe x ( 2) dx . 2 (1 x )