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高教视野
谈 翁
◎韩贵琴 (内蒙古通辽职业学院,内蒙古通辽028000)
【摘要】不定积分计算方法多种多样且技巧性强,为使
学生更好选择积分方法计算不定积分,将高等数学中各种
计算不定积分的基本方法加以详细地讲解,并梳理和归类.
【关键词】不定积分;直接积分法;换元积分法;分部积
分法
一
、
直接积分法就是利用基本积分公式和性质求不定积
分的方法.用直接积分法可求出某些简单函数的不定积分.
例1.1 I2*e dx.
解 这个积分虽然在基本积分公式中查不到,但对被
积函数稍加变形,化为指数函数形式,就可利用基本积分公
式,直接求其积分.
dx=_『(2e) dx= +c= +c.
.
2 J.(2 3 3 )dx=f22;3dx—J.÷ +fexdx
=
2 J dx一3 J 一 +Iexdx=— 一31nl I+e +c.
上面求得不定积分的同时,得到了三个积分常数,注意
到积分常数事实上为实数集合,因为有限个实数集合的和
仍为实数集合,因此只需在求出最后一个不定积分的原函
数之后加上一个积分常数C即可. 二、利用基本积分公式和性质。只能求出一些比较简单 的积分.对于比较复杂的积分,可通过适当变量代换。把被 积表达式变成较简单(或较易求出积分)的新变量进行积 分,最后将原变量代回. 1.第一换元积分法(凑微分法)适用于被积函数中含有 复合函数的积分问题;解题的基本思路是把积分变量凑成 复合函数中的中间变量,即 一d“;凑中间变量的方法是 u dx=du;再利用积分公式求解不定积分. 例2.1求j . 解 将 凑为dx=— 1 d(3+2 ),设“=3+2 ,则 』 = =lf d.2x 2= 2-n-“ J 3+2 2 J 3+ …。…’ =÷ln I 3十2x I+c. 注意:(1)一般地,f =l--ln I ax+b l+c. J ax十0 a (2)凑微分运算熟练后,可以不写出中间变量 2.第二换元积分法适用于被积函数中含有根式,且被 开方式为一次函数的积分问题;解题的基本思路是首先令 嬲+b=t,从中解出 并求出dx,其次把 和dx带入被积 表达式,再利用积分公式求出积分变量为t的不定积分,最 后把t还原为 的表达式. 例2.2求f 兰 3 +1 解 令t= 丽,即 : ,则dx=t2dt,代入 后,得J. ÷J.( +2 =告+孚+c =古 +÷ +c =÷ ・( +2)+c. 注意:被积函数中含有被开方因式为一次式的根式 Y ̄7+b。时,令 =t,可以消去根号,从而求得积分. 例2.3求f 。 一2;2dx(0>0). 解 利用三角变换去根式.令 一nsin (一手< <詈),则d =… d, 于是,f 【 : _二  ̄acostd£:a2 fcos d =等』( +cos2t)d =等( + 1 sin2 )+c =寺(£+sinfc0sf)4-c. 再把t回代成 的函数,得 』 =等arcsin詈+号 +c. 一般地说,当被积函数含有
(1) 0 一 ,可作代换 =asint;
(2) o + ,可作代换 =atant;
(3) ̄/ 一n ,可作代换 =asect.
通常称以上代换为三角代换,它是第二换元法的重要
组成部分,但在具体解题时,还要具体分析.
三、分部积分法就是在积分与微分的互逆运算中,复合
函数的求导与换元积分法对应,而乘积的求导法则对应的
逆运算.
例3.1 求f e dx.
解 设“= ,dv=exdx,则du=dx, =e ,于是
J25e dx=2;e 一Iex =2;e 一e +c=e ( 一1)+c.
由此可见,恰当选取u和 是关键,注意以下两点:
(1)V要容易求得;
(2)Jvdu比Judv容易积分.
最后,特指出,虽然求不定积分是求导的逆运算,但是,
求不定积分远比求导困难得多,对于任给一个初等函数,只
要可导肯定能求出它的导数.然而某些初等函数,尽管它们
的原函数存在,却不一定能用初等函数表示.
【参考文献】
[1]曾捷.数学分析同步辅导及习题全解[M].上册.上
海:华东师范大学出版社.2006.
[2]钱椿林.高等数学[M].北京:电子工业出版
社,2002.
数学学习与研究2016.21
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