第四章 不 定 积 分
§ 4 – 1 不定积分的概念与性质
一.填空题
1.若在区间上)()(x f x F =',则F(x)叫做)(x f 在该区间上的一个 , )(x f 的 所有原函数叫做)(x f 在该区间上的__________。
2.F(x)是)(x f 的一个原函数,则y=F(x)的图形为?(x)的一条_________. 3.因为
dx
x
x d 2
11)(arcsin -=
,所以arcsinx 是______的一个原函数。
4.若曲线y=?(x)上点(x,y)的切线斜率与3x 成正比例,并且通过点A(1,6)和B(2,-9),则该 曲线方程为__________?。 二.是非判断题
1. 若f ()x 的某个原函数为常数,则f ()x ≡0. [ ] 2. 一切初等函数在其定义区间上都有原函数. [ ] 3. ()()
()??'='
dx x f dx x f . [ ] 4. 若f ()x 在某一区间内不连续,则在这个区间内f ()x 必无原函数. [ ] 5.=y ()ax ln 与x y ln =是同一函数的原函数. [ ]
三.单项选择题
1.c 为任意常数,且)('x F =f(x),下式成立的有 。 (A )?=dx x F )('f(x)+c; (B )?dx x f )(=F(x)+c; (C )?=dx x F )()('x F +c; (D) ?dx x f )('=F(x)+c.
2. F(x)和G(x)是函数f(x)的任意两个原函数,f(x)≠0,则下式成立的有 。 (A )F(x)=cG(x); (B )F(x)= G(x)+c; (C )F(x)+G(x)=c; (D) )()(x G x F ?=c. 3.下列各式中 是||sin )(x x f =的原函数。
(A) ||cos x y -= ; (B) y=-|cosx|;
(c)y={;
0,2cos ,0,cos <-≥-x x x x (D) y={
.
0,cos ,
0,cos 21<+≥+-x c x x c x 1c 、2c 任意常数。 4.)()(x f x F =',f(x) 为可导函数,且f(0)=1,又2)()(x x xf x F +=,则f(x)=______. (A) 12--x (B)12+-x (C)12+-x (D)12--x 5.设x x f 22cos )(sin =',则f(x)=________.
(A);sin 2
1sin 2c x x +- (B);2
12c x x +- (C);sin 21sin 42c x x +- (D);2
142c x x +-
6.设a 是正数,函数则,log )(,)(e a x a x f a x x ==?______. (A)的导数;是)()(x x f ? (B)的导数;是)()(x f x ? (C)的原函数;是)()(x x f ? (D)的不定积分。是)()(x f x ? 四.计算题
3.?-+dx x x )1)(13
( 4.dx x
x ?-3
2
)1(
5.?--dx x
e e x x
)1( 6.?dx e x x 323
7.dx x x x ?
-+-2
2222 8.?
-dx x
x 23sin 1
sin 4 9.dx x x 2
)2sin 2(cos -? 10.?
++dx x x 2cos 1cos 12 11.?dx x
x x
2
2cos sin 2cos 12.?++-dx x x x 3322332 13.dx x
x )12
13(
22?--+ 14.?-dx x x x )tan (sec sec 15.?-
dx x x x
)1
1(2 16.dx x
x
?
-+11 五.应用题
1.一曲线通过点(2e ,3),且在任一点处的切线的斜率等于该点横坐标的倒数,求该 曲线的方程.
2.一物体由静止开始运动,经t 秒后的速度是32t (米/秒),问: (1) 在3秒后物体离开出发点的距离是多少? (2)
物体走完360米需要多少时间 §4-2 换元积分法
一、填空题
1.)(______ax d dx = ()0(≠a )
2.)37(______-=x d dx
3.)(_______2x d xdx =
4.)5(______2x d xdx =
5.)1(______2x d xdx -=
6.)32(_______32x d dx x -=
7.)(______22x
x e d dx e = 8.)1(______2
2
x x
e d dx e -
-
+= 9.(_______)2
2d dx xe x =- 10.(______))13
cos(d dx x =- 11.
)ln 5(______x d x dx = 12.)ln 53(______x d x
dx -= 13.(______))sin(d dt t =+?ω 14.
)arcsin 1(______12
x d x
dx -=-
15.=
-?
dx x x 1
12
=
-?
dx x
x 2
2)1
(11=-?
2
)1(11x x d
_________ 16.若??≠=++=)0________()(,)()(a dx b ax f c x F dx x f 则 二.是非判断题
1. ??+?=??
? ??=c x
x d x dx x
x 21
2111ln . [ ]
2.()
?
+=+c x arctg dx x
x 211
. [ ]
3.设()?+=c x dx x f sin ,则()?+=-c x dx x x f 2
1arcsin . [ ] 4.已知()=
'x f ln {
,
10,1,1,≤<+∞< =≤<-∞+∞<<-, 0,0,1x x x e x f x . [ ] 5.?+=c x xdx 32sin 3 1sin . [ ] 6.若()()c x F dx x f +=?,则()[]()[]c x g F dx x g f +=?. [ ] 三.单项选择题 ?='dx x f )3(. (A);)(3 1c x f + (B);)3(3 1 c x f + (C);)(3c x f + (D);)3(3c x f + 2..________)] ([1) (2 =+'? dx x f x f (A) ;|)(1|ln c x f ++ (B) ;|)]([1|ln 2 12c x f ++ (C) ;)](arctan[c x f + (D) .)](arctan[2 1c x f + 3.?=?? ? ??-dx x x 2 1 . (A) C x x x ++-||ln 21 (B) C x x x ++--||ln 21 (C) C x x +--||ln 21 (D) C x x ++||ln 4.? =?-?.23223dx x x x . (A) ; )2 3(23ln 23c x x +?- (B) c x x x +--1)2 3(23 (C) c x +?? ? ??--232ln 3ln 23 (D) c x +??? ??-- 232ln 3ln 23 ?=+-dx x x x )1(177 . (A) ;|)1(| ln 712 77 c x x ++ (B) ;|1|ln 7177 c x x ++ (C ) ;|) 1(|ln 612 66c x x ++ (D) ;|1|ln 6166 c x x ++ 6.?=._____||dx x (A) ;||2 12c x + (B) ;212c x + (c) ;||21c x x + (D) ;2 12c x +- 7.?=++._____1 1 3dx e e x x (A) ;2 12c x e e x x +++ (B) ;212c e e x x ++ (C) ;2 12c x e e x x ++- (D) .212c e e x x +- 8.x e x 2sin 2 sin 1+的全体原函数是________. (A) e ; sin 12 x + (B) e ; sin 12 c x ++ (C) e c x ++2 sin 1 (D) e c x +-2 sin 1 四.计算题 1.?x dx x 302)32(- 2.dx x ? -3 ) 21(1 3.dx e x 4 7? 4.dx x x ? ln 5.?dx e e x x )cos( 6.?dx xe x sin cos 7.?xdx x tg 210sec 8.?xdx 3sin 9.? +-dx x x x x sin cos sin cos 10.? x x dx 2 sin ? -dx x a x 2 2 2.23 24. ? +dx x 3 2 ) 1(1 25.dx x x ?-92 26.?-+dx x 2111 27.? +x dx 21 28.?+x e dx 1 4-3 分部积分法 一. 单项选择题 1.?=.___)(""dx x xf (A)x ;)()('c x f x f +- (B) x ;)()(''c x f x f +- (c) x ;)()('c x f x f ++ (D)?-.)()('dx x f x xf 2.?=.___)ln(tan sin dx x x (A)-cosxln(tanx)+ln|tan ;|2 c x + (B)cosxln(tanx)+ln|cscx -cotx|+c; (c)ln(tanx)+ln|tan ;|2 c x + (D)-cosxln(tanx)+ln|sinx|+c. 3..___sin 2=?dx x x (A);2sin 4 14 12c x x x +- (B);2cos 8 1412c x x +- (C)xcosx -sinx+c; (D) ;2cos 81 4 12c x x +- 4.?=.__arcsin 2 dx x x (A) ;|cot csc |ln arcsin 1c x x x x +-+- (B);|csc cot |ln arcsin 1c x x x x +--- (C);|11|ln arcsin 12c x x x x +---- (D);|11|ln arcsin 12 c x x x x +-++- 5.?=.__arctan dx e e x x (A);)1ln(21arctan 2c e e e x x x ++--- (B);arctan )1ln(2 12c x e e e x x x +--+-- (C)arctan ;)1(c e e x x ++--- (D);)1ln(2 1 arctan 2c e x e e x x x ++++- 6..__)ln ( 2 =?dx x x (A);)2ln 2(ln 12c x x x +++- (B);1 ln 2ln 2c x x x +-+ (C);1ln 2ln 12c x x x x x ++- (D).)1ln(2 1arctan 2c e x e e x x x ++++- 7.?=.___)(arcsin 2dx x (A)arcsinx(xarcsinx ;2)122c x x ++-- (B)arcsinx(xarcsinx+2;2)12c x x +-- (C)arcsinx(xarcsinx+2;)12c x +- (D)arcsinx(xarcsinx+2;)212c x +-- 二. 计算题 1、?xdx x ln 2 2、?xdx x cos 2 3、?xdx xtg 2 4、? dx x x x 3 sin cos 5、?dx e x 3 6、?-+-dx e x x x )52(2 7、?dx x 2)(ln 8、?dx x )cos(ln 9、?dx x x 23 )(ln 10、?xdx xtgx 4sec 4-4 几种特殊类型的积分(一) 一.单项选择题 1.?=++.__4 5244 dx x x x (A) x ;arctan 3 12arctan 38c x x ++- (B) x ;arctan 31 c x +- (C) ln ;)1 4(22 c x x +++ (D) x .arctan 38 c x +- 2.? =--.__1 22 4dx x x x (A);|) 12()12(|ln 24122 c x x ++--+ (B);|) 12()12(|ln 2412 2 c x x +-++-- (C);|)12()12|ln 24122c x x +-+++ (D).|2 121|ln 2412c x x ++--- 3. ?=+____3 83 dx x x (A);3arctan 341 2c x + (B)c x +3 arctan 3414 (C) c x +3 arctan 3 214 (D) c x +3 arctan 3 212 4. .______) 2(10 =+? x x dx (A) ln ) 2(10+x dx +arctanx ;5c + (B);)2 ln(211010c x x ++ (C) ;)2 ln(2011010 c x x ++ (D)61ln(c x x ++)2 105 5. ?=+--._______5 2232dx x x x (A) ;22 1arctan 2 1|52|ln 2 32+-++-x x x (B) ;2 1tan 2 32c x x +-+ (C) ;2 1arctan 2 1)52(2 32c x x x +-++- (D) ln|x c x x +-++-2 1tan |522 二.计算题 1、?--++dx x x x x x 1232 2、?-++dx x x x 1033 22 3、?--+dx x x x x 3458 4、?-++dx x x x ) 1()1(12 2 5、?+++dx x x x x )3)(2)(1( 6、?+dx x 1 3 3 7、?+) 1(2x x dx 8、?++))(1(22x x x dx 9、? +1 4 x dx 10、?+++)1)(1(22x x x dx 4-5 几种特殊类型的积分(二) 一.单项选择题 1. 的全体原函数x sin 11 +是———。 (A) tanx ;sin 1c x +- (B) ;2 tan 12c x ++- (C);sin 1tan c x x ++ - (D) tanx+c x +cos 1 2.若??=+++=_____,11 )11,1( )cos ,(sin 2 22222u du u u u u R dx x x R 则 (A) tan 2 x (B) cot 2 x (C) tanx (D) cotx 3.? =+.________sin cos sin 4 4dx x coc x x x (A);)2arctan(cos 2 1c x + (B)c x +-)2arctan(cos 2 1 (C) arctan()2cos x -+c, (D).|1 2sin 12sin |ln 2 1c x x ++- 4. ?=+-._____cos 1cos 1dx x x (A) x+2cotx+cscx+c; (B) -x-2cotx+c; (C) -x+2 (cscx-cotx)+c; (D) -x+cscx-cotx+c 5. ._______)sin 1 cot csc 2(sin 3=+ -?dx x x x x (A) 2xsinx c x +-cot (B) 2x c x x +--cot sin (C) 2;cot sin c x x +-- (D) c x x x +-+-cot csc 二.计算题 1. ?+x dx sin 2 ?+-x x sin 2sin 2 3.dx x tgx ? +2sin 1 4.dx x x ?++cos sin 11 5.dx x x ?25cos sin 6.dx x x ?cos sin 1 3 7.dx x ? +2sin 31 8.dx x x x ?+cos sin sin 9.dx x x ? +cos 4sin 31 10.dx x x x x ?+cos sin cos sin `11. dx x ?+-2 )32(11 12..()dx x x ? ++1 13 13.dx x dx ?++3 1 1 14.dx x x ? +4 1 15.dx x x x ? +++++) 11()1(1136 5 16.x dx x x .11? +- 第四章自测题 一.填空题 1..______1)2(=--?x x dx 2..______sin 12sin 2=+? dx x x 3..______1sin 13 =? dx x x 4.?=.______arctan xdx x 5.已知?'(x)=│x│,且a f =-)2(,则?(x)=__________。 6. ? ='dx x f x f )()]([α ____________。 二.单项选择题 1. 对于不定积分?dx x f )( ,下列等式中 是正确的. (A)?=)()(x f dx x f d ; (B)?=')()(x f dx x f ; (C))()(x f x df =?; (D) )()(x f dx x f dx d =?; 2. 函数)(x f 在),(+∞-∞上连续,则[] ?dx x f d )(等于______. (A))(x f ; (B)dx x f )(; (C)c x f +)(; (D)dx x f )(' 3. 若)(x F 和)(x G 都是)(x f 的原函数,则______. (A)0)()(=-x G x F ; (B)0)()(=+x G x F ; C)c x G x F =-)()(,(常数); (D)c x G x F =+)()(,(常数); 三.计算下列各题 1.dx x a x ?-22; 2.dx x x x ?+++13 41 2 ; 3.dx x x x ? -2 1arccos ; 4.dx e xe x x ? -1 ; 5.xdx x ?2 sin ; 6.dx e e x x ?+) 1ln(. 7.?+dx x x x x 2sin cos sin 8.? -+2 1x x dx 9.? ++dx x x 3 4 3 11 10.? -dx x x 1 12 11.dx x x ?-) 1(1 12.dx x x dx ? +) 1( 13.dx x x x ? +++1 1 2 14.? -+2 5x x xdx 15.设?? ? ??+=x x x f 211 )( 1100>≤≤ 四.设x x x f 22tan 2cos )(sin +=',当0 五.设)(x F 为)(x f 的原函数,当0≥x 时有x x F x f 2sin )()(2=,且1)0(=F , 0)(≥x F ,试求)(x f . 六.确定A ,B 使下式成立: 七.设)(x f 的导函数)(x f '的图象为过原点和点(2,0)的抛物线,开口向下,且)(x f 极小值为2,极大值为6,求)(x f . 不定积分例题 例1、设)(x f 的一个原函数是x e 2-,则=)(x f ( ) A 、x e 2- B 、2-x e 2- C 、4-x e 2- D 、4x e 2- 分析:因为)(x f 的一个原函数是x e 2- 所以)(x f ='=-)(2x e 2-x e 2- 答案:B 例2、已知?+=c x dx x xf sin )(,则=)(x f ( ) A 、x x sin B 、x x sin C 、x x cos D 、x x cos 分析:对?+=c x dx x xf sin )(两边求导。 得x x xf cos )(=,所以= )(x f x x cos 答案:C 例3、计算下列不定积分 1、dx x x 23)1(+ ? 2、dx x e e x x x )sin 3(2-+? 分析:利用基本积分公式积分运算性质进行积分,注意在计算时,对被积函数要进行适当的变形 解:1、dx x x 23)1 (+?dx x x x )12(3++ =? c x x x dx x dx x xdx +-+=++=? ??22321ln 22112 2、dx x e e x x x )sin 3(2-+?dx x dx e x ??+=2sin 1)3(c x e x +-+=cot 3ln 1)3( 例4、计算下列积分 1、dx x x ?-21 2、dx e e x x ?+2) 1( 分析:注意到这几个被积函数都是复合函数,对于复合函数的积分问题一般是利用凑微分法,在计算中要明确被积函数中的中间变量)(x u ?=,设法将对x 求积分转化为对)(x u ?=求积分。 解:1、dx x x ?-21c x x d x +--=---=?2221)1(1121 2、dx e e x x ?+2) 1(c e e d e x x x ++-=++=?11)1()1(12 例5、计算?+xdx x sin )1( 分析:注意到这些积分都不能用换元积分法,所以要考虑分部积分,对于分部积分法适用的函数及u ,v '的选择可以参照下列步骤①凑微分,从被积函数中选择恰当的部分作为dx v ',即dv dx v =',使积分变为?udv ;②代公式,?udv ?-=vdu uv ,计算出dx u du '=;③计算积分?vdu 解:?+xdx x sin )1(???--=+=x x xd xdx xdx x cos cos sin sin ?+-+-=---=c x x x x x xdx x x cos sin cos cos )cos cos ( 《高等数学》考研辅导练习4 不定积分 1. 求()x f x e -=在R 上的一个原函数。 2. 已知2 2 2 (sin )cos tan f x x x '=+,求()01f x x <<。 3. 设 2 ()f x dx x C =+?,则2(1)xf x dx -=? 。 4. 计算 3。 5。 计算。 6. 计算 71 (2) dx x x +?。 7。 计算。 8. 计算 21 13sin dx x +?。 9。 计算172 2 1sin cos dx x x ? 。 10. 计算 () 2 2 sin cos x dx x x x +?。 11. 计算 ()()2 ln ()ln ()()()()f x f x f x f x f x dx ''''++?。 12. 设()arcsin xf x dx x C =+? ,则 1 () dx f x =? 。 13. 设2 2 2(1)ln 2 x f x x -=-,且(())ln f x x ?=,求()x dx ??。 14. 计算arctan 23/2(1)x xe dx x +?。 15. 计算x 。 16. 计算 1sin 22sin dx x x +?。 17. 计算ln t tdt α ? 。 18. 计算()ln n x dx ?。 《高等数学》考研辅导练习5 定积分 1.设02 ()2 l kx x f x l c x l ? ≤≤??=??<≤??,求0 ()()x x f t dt Φ=?。 2. 设1 ()2()f x x f x dx =+? ,则()f x = 。 3. 计算 {}2 23 min 2,x dx -? 。 4. 已知()f x 连续,且满足()()1f x f x -=,则 2 2cos 1()x dx f x π π-+?= 。 第四章 不 定 积 分 § 4 – 1 不定积分的概念与性质 一.填空题 1.若在区间上)()(x f x F =',则F(x)叫做)(x f 在该区间上的一个 , )(x f 的 所有原函数叫做)(x f 在该区间上的__________。 2.F(x)是)(x f 的一个原函数,则y=F(x)的图形为?(x)的一条_________. 3.因为 dx x x d 2 11)(arcsin -= ,所以arcsinx 是______的一个原函数。 4.若曲线y=?(x)上点(x,y)的切线斜率与3 x 成正比例,并且通过点A(1,6)和B(2,-9),则该 曲线方程为__________?。 二.是非判断题 1. 若f ()x 的某个原函数为常数,则f ()x ≡0. [ ] 2. 一切初等函数在其定义区间上都有原函数. [ ] 3. ()()()??'='dx x f dx x f . [ ] 4. 若f ()x 在某一区间内不连续,则在这个区间内f ()x 必无原函数. [ ] 5. =y ()ax ln 与x y ln =是同一函数的原函数. [ ] 三.单项选择题 1.c 为任意常数,且)('x F =f(x),下式成立的有 。 (A )?=dx x F )('f(x)+c; (B )?dx x f )(=F(x)+c; (C )? =dx x F )()('x F +c; (D) ?dx x f )('=F(x)+c. 2. F(x)和G(x)是函数f(x)的任意两个原函数,f(x)≠0,则下式成立的有 。 (A )F(x)=cG(x); (B )F(x)= G(x)+c; (C )F(x)+G(x)=c; (D) )()(x G x F ?=c. 3.下列各式中 是| |sin )(x x f =的原函数。 (A) ||cos x y -= ; (B) y=-|cosx|; (c)y={ ;0,2cos , 0,cos <-≥-x x x x (D) y={ . 0,cos ,0,cos 21<+≥+-x c x x c x 1c 、2c 任意常数。 4.)()(x f x F =',f(x) 为可导函数,且f(0)=1,又2 )()(x x xf x F +=,则f(x)=______. 题 号 一 二 三 四 总分 统分人 分 数 得 分 一、选择 (8小题,共26分) 得分 阅卷人 1. 4)(2 x dt t f x =? ,则=?dx x f x 40)(1( ) A 、16 B 、8 C 、4 D 、2 2.设正值函数 )(x f 在],[b a 上连续,则函数 dt t f dt t f x F x b x a ? ?+=) (1 )()(在),(b a 上至少有( )个根。 A 、0 B 、1 C 、2 D 、3 3. =+? dx x x 3 1 ( ) A .18 B . 3 8 C . 1 D .0 4.设 )(x ?''在[b a ,]上连续,且a b =')(?,b a =')(?,则 ?='''b a dx x x )()(??( ) (A )b a - (B )21(b a -) (C ))(2 1 22b a + (D ))(2 122 b a - 5. 19 3 8 dx x +? 定积分作适当变换后应等于 A 、3 23xdx ? B 、30 3xdx ? C 、 2 3xdx ? D 、3 23xdx --? 6.sin 22y x x ππ?? -=???? 在 ,上的曲线与轴围成图形的面积为 A 、 22 sin xdx π π-? B 、2 sin xdx π ? C 、0 D 、 22 sin x dx π π-? 7.2 1 x xe dx +∞ -=? 广义积分 A 、 12e B 、12e - C 、e D 、+∞ 8 . 2 ()d ()(0)0(0)2lim x x f x x f x f f x →'==?若为可导函数,且已知,,则之值为 A 、0 B 、1 C 、2 D 、1 2 二、填空 (2小题,共5分) 得分 阅卷人 高等数学不定积分例题思路和答案超全 内容概要 课后习题全解 习题4-1 :求下列不定积分1.知识点:。直接积分法的练习——求不定积分的基本方法思路分析:!利用不定积分的运算性质和基本积分公式,直接求出不定积分(1)★思路: 被积函数,由积分表中的公式(2)可解。 解: (2)★思路: 根据不定积分的线性性质,将被积函数分为两项,分别积分。解: (3)★思路: 根据不定积分的线性性质,将被积函数分为两项,分别积分。:解. (4)★思路: 根据不定积分的线性性质,将被积函数分为两项,分别积分。解: (5)思路:观察到后,根据不定积分的线性性质,将被积函数分项,分别积分。 解: (6)★★思路:注意到,根据不定积分的线性性质,将被积函数分项,分别积分。 解: 注:容易看出(5)(6)两题的解题思路是一致的。一般地,如果被积函数为一个有理的假分式,通常先将其分解为一个整式加上或减去一个真分式的形式,再分项积分。(7)★思路:分项积分。 解: (8)★思路:分项积分。 解: (9)★★思路:?看到,直接积分。 解: (10)★★思路: 裂项分项积分。解: (11)★解: (12)★★思路:初中数学中有同底数幂的乘法:指数不变,底数相乘。显然。 解: (13)★★思路:应用三角恒等式“”。 解: (14)★★思路:被积函数,积分没困难。 解: (15)★★思路:若被积函数为弦函数的偶次方时,一般地先降幂,再积分。 解: (16)★★思路:应用弦函数的升降幂公式,先升幂再积分。 解: () 17★思路:不难,关键知道“”。 :解. ()18★思路:同上题方法,应用“”,分项积分。 解: ()19★★思路:注意到被积函数,应用公式(5)即可。 解: ()20★★思路:注意到被积函数,则积分易得。 解: 、设,求。2★知识点:。考查不定积分(原函数)与被积函数的关系思路分析::。即可1直接利用不定积分的性质解::等式两边对求导数得 、,。求的原函数全体设的导函数为3★知识点:。仍为考查不定积分(原函数)与被积函数的关系思路分析:。连续两次求不定积分即可解:,由题意可知:。所以的原函数全体为、证明函数和都是的原函数4★知识点:。考查原函数(不定积分)与被积函数的关系思路分析:。只需验证即可解:,而、,且在任意点处的切线的斜率都等于该点的横坐标的倒数,求此曲线的方程。一曲线通过点5★知识点:属于第12章最简单的一阶线性微分方程的初值问题,实质仍为考查原函数(不定积分)与被积函数的关系。 思路分析:求得曲线方程的一般式,然后将点的坐标带入方程确定具体的方程即可。 解:设曲线方程为,由题意可知:,; 又点在曲线上,适合方程,有, 所以曲线的方程为 、,:问6一物体由静止开始运动,经秒后的速度是★★(1)在秒后物体离开出发点的距离是多少?高数不定积分例题
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