5.5.2 可转化为有理函数的积分

更新于 2026年10月12日 版权声明
5.5.2 可转化为有理函数的积分

1.三角有理式的积分

由三角函数sinx,cosx以及常数,经过有限次的四则运算得到的有理函数,称为三角有理式,记作R(sinx,cosx).

对于求三角有理式的积分图示常见的方法是作以下两种代换:

(1)作变换图示;

再利用万能代换公式

图示

将三角有理式的积分化为关于变量u的有理函数的积分.

(2)作变换u=tanx,则图示,这种代换常见于含有sin2x,cos2x的三角有理式的积分.

这是因为图示,易于凑成微分.

利用三角恒等变形,有

图示

例5.5.5 求积分图示.

解 令图示,则图示,

代入积分得 图示

图示

例5.5.6 求积分图示.

解 令图示,则

图示

例5.5.7 求积分图示.

解 令u=tanx,则图示,代入积分得到(https://www.daowen.com)

图示

当然,并不是所有的三角有理式都需要这样的烦琐运算,一些常见的、简单的情形运用三角恒等式就可以进行变形简化,很快地求得结果.

例5.5.8 求积分图示.

解 原式图示

2.简单根式的积分

解决这类问题的基本思路是:去掉根式.可以将根式代换出去,利用变量置换使其化为有理函数的积分.

例5.5.9 求积分图示.

解 设图示,则dx=2udu,代入得到

图示

例5.5.10 求积分图示.

解 为了去掉根式,可以设图示

图示

例5.5.11 求积分图示.

解 为了去掉根式,可以设图示

则图示

所以 图示

一般地,二次三项式ax2+bx+c中若a>0,则可令图示;若c>0,还可令图示.这类变换称为欧拉变换.

这一节中,主要学习了某些特殊类型的有理函数的积分,以及可以通过换元转化为有理函数的三角有理式、根式的积分.

至此,已经学过了求不定积分的两种基本方法,以及某些特殊类型不定积分的求法,读者应该通过多做练习,观察、分析、总结各种解题方法和技巧,掌握不同类型问题的特点以及彼此之间的联系,达到融会贯通的目的.需要指出的是,通常所说的“求出不定积分”,是指用初等函数的形式把这个不定积分表示出来,在这个意义下,并不是任何初等函数的不定积分都能“求出”来的,比如图示等,虽然这些函数的积分都是存在的,但是却无法用初等函数的形式来表示.因此可以说,初等函数的原函数不一定是初等函数.

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