不定积分的换元积分法

不定积分的换元积分法

【主要内容】

1.不定积分的概念

函数fx)在区间I上的原函数全体Fx)+C(其中,Fx)是fx)的一个原函数,即F′x)=fx),C是任意常数),称为fx)的不定积分,记为∫fx)dx.

不定积分的计算主要依靠不定积分的基本公式、基本性质及基本运算方法.

基本公式

(1)图示

(2)图示

(3)图示

(4)图示

(5)图示

(6)图示

(7)图示

(8)图示

(9)图示,特别地,图示

(10)图示

(11)图示

(12)图示

此外,还有

(13)图示

(14)图示

(15)图示

(16)图示

基本性质

设函数fx),gx)的原函数存在,k为常数,则

(1)图示

(2)图示

(3)图示

(4)图示

基本运算方法

(1)换元积分法;

(2)分部积分法(放到下一节讲).

2.不定积分的换元积分法

换元积分法就是通过适当的变量代换(简称换元),将要求的不定积分转换成基本公式中的不定积分,从而算出要求的不定积分,即

图示

或者图示

如果以上两式中右边的不定积分都是基本公式中的不定积分,则由此算出左边要求的不定积分.(https://www.daowen.com)

注 用换元积分法计算不定积分图示时,采用什么样的变量代换,应视具体情况而

定,但以下两点值得注意:

(ⅰ)如果fx)是一个分式,而分母比较复杂,为去掉分母中的某些因子,或将分母中的某些因子移到分子中去,使分母变得简单些,可使用变量代换图示

(ⅱ)如果fx)中含有根式,则作变量代换将根式去掉,例如,

fx)中含有图示是大于1的正整数)时,可令图示

fx)中含有图示都是大于1的正整数)时,可令图示,其

中,kmn的最小公倍数;

fx)中含有图示(其中ac都不为零,且adbcn是大于1的正整数)时,可令图示图示

fx)中含有图示时,分别令x=asintx=atantx=asect.

【典型例题】

例2.1.1 求不定积分图示

精解 由于图示,所以

图示

例2.1.2 求不定积分图示

精解图示,(1)

其中,图示图示图示图示

将它们代入式(1)得图示

例2.1.3 求不定积分图示

精解 由于被积函数中含有图示,所以令x=sect.

图示

其中图示图示可从图2.1.3得到.

注 由于本题被积函数分母比较复杂,所以也考虑令母中的x这个因子去掉,具体如下:图示,将其变得简单些,例如将分

图示

图示

图 2.1.3

例2.1.4 求不定积分图示

精解 由于图示,即被积函数中含根式图示,所以令图示图示,即图示,于是有

图示

注 本题也可以用如下的变量代换求解:

图示

图示

图 2.1.4

例2.1.5 求不定积分图示

精解 由于被积函数中含有图示,所以令图示,即图示

于是有

图示