三角函数的不定积分
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secx不定积分公式secx不定积分公式是数学中的一个重要定理,它用来计算secx函数的不定积分。
在本文中,我将介绍secx不定积分公式的由来、推导和应用。
我们来看一下secx函数的定义。
secx是三角函数之一,表示余割函数。
它的定义是secx=1/cosx,其中x是角度或弧度。
那么,secx函数的不定积分是什么呢?我们可以通过对secx函数进行积分,得到其不定积分公式。
具体推导过程如下:我们用变量t表示x的一个函数,即t=t(x)。
那么,我们可以用t来表示secx函数,即secx=1/cosx=1/cost。
然后,我们对t进行求导,得到dt/dx=dt/dt * dt/dx,即1=dt/dt * dt/dx。
接下来,我们将等式两边同时除以dt,得到1/dt=dt/dt * dt/dx。
然后,我们将等式两边同时积分,得到∫(1/dt)dt=∫(dt/dt * dt/dx)dx。
化简后,得到∫(1/dt)dt=∫dx。
对等式两边同时积分,得到ln|t|=x+C,其中C是积分常数。
然后,我们可以解出t,即t=e^(x+C)=e^C * e^x。
我们将t代回原来的变量x,即secx=e^C * e^x=ce^x,其中c=e^C是常数。
我们得到了secx函数的不定积分公式:∫secxdx=ln|secx+tanx|+C。
接下来,我们来看一下secx不定积分公式的应用。
由于secx函数的积分比较复杂,我们可以利用不定积分公式来求解一些具体的积分问题。
例如,我们可以利用secx不定积分公式来计算∫sec^2xdx。
根据公式,我们有∫sec^2xdx=ln|secx+tanx|+C。
又如,我们可以利用secx不定积分公式来计算∫secxdx。
根据公式,我们有∫secxdx=ln|secx+tanx|+C。
除此之外,我们还可以利用secx不定积分公式来计算其他类似的积分问题,如∫sec^3xdx、∫sec^4xdx等等。
求三角函数有理式的不定积分
此类积分的基本思路如下.
(1)为尽量使分母简单,或分子分母同乘以某个因子,把分母化成
(或)的单项式,或将分母整个看成一项;
(2)为尽量使R(sinx,cosx)的幂降低.常用倍角公式或积化和差公式以达到目的.
最"一般"的方法是"万能代换",令,但是利用该代换计算往往比较麻烦,因此对于些特的三角有理式积分,可作其他代换.
若不积分可化为下面三角形式时,分别代换如下.
(i)或. 用代换,即将积分化为t的有理函数的积分
或
.
(ii)或
.
用代换,即将积分化为t的有理函数的积分
或
.
(iii)或或
或. 作代换,因为
,
,
又由,,所以
, ,
,
以上各式右端的被积函数,均是t的有理函数.。
不定积分三角换元公式
在求解一些三角函数的不定积分时,可以采用三角换元公式来简化计算。
以下是几种常见的三角换元公式:
1. $int sin x mathrm{d}x=-cos x+C$
2. $int cos x mathrm{d}x=sin x+C$
3. $int tan x mathrm{d}x=-ln|cos x|+C$
4. $int cot x mathrm{d}x=ln|sin x|+C$
5. $int sec x mathrm{d}x=ln|sec x+tan x|+C$
6. $int csc x mathrm{d}x=-ln|csc x+cot x|+C$
这些公式可以通过三角恒等式和逆三角函数的性质得到。
在应用这些公式时,需要注意三角函数的定义域和值域,避免出现定义域外或除数为零的情况。
使用三角换元公式可以将复杂的三角函数不定积分转化为简单的代数式不定积分,极大地方便了计算。
- 1 -。
三角函数有理数式不定积分
三角函数有理数式不定积分是数学中一种重要的积分方法,它可以用来解决一些复杂的积分问题。
三角函数有理数式不定积分是指将一个复杂的函数分解成一系列的三角函数,然后将这些三角函数的积分求解出来,最后将这些积分结果相加,得到最终的结果。
三角函数有理数式不定积分的基本思想是,将一个复杂的函数分解成一系列的三角函数,然后将这些三角函数的积分求解出来,最后将这些积分结果相加,得到最终的结果。
三角函数有理数式不定积分的具体步骤如下:首先,将复杂的函数分解成一系列的三角函数;其次,将这些三角函数的积分求解出来;最后,将这些积分结果相加,得到最终的结果。
三角函数有理数式不定积分的优点是,它可以将一个复杂的函数分解成一系列的三角函数,然后将这些三角函数的积分求解出来,最后将这些积分结果相加,得到最终的结果,这样可以大大减少计算量,提高计算效率。
三角函数有理数式不定积分的应用非常广泛,它可以用来解决一些复杂的积分问题,如求解椭圆积分、求解椭圆方程的积分等。
总之,三角函数有理数式不定积分是一种重要的积分方法,它可以用来解决一些复杂的积分问题,具有计算效率高、应用广泛等优点,是数学中一种重要的积分方法。
不定积分基本公式不定积分是微积分中的一个重要概念,它是函数的定义域上的一族原函数。
在计算不定积分时,我们使用的是不定积分的基本公式,也叫做不定积分的运算法则,下面是一些常用的不定积分基本公式。
1.一次幂函数的不定积分公式:∫x^n dx = 1/(n+1) * x^(n+1) + C,其中n不等于-12.常数函数的不定积分公式:∫a dx = ax + C,其中a是常数。
3.幂函数的不定积分公式:∫(a^x) dx = 1/(lna) * a^x + C,其中a是正常数且不等于14.指数函数的不定积分公式:∫e^x dx = e^x + C。
5.对数函数的不定积分公式:∫(1/x) dx = ln,x, + C,其中x不等于0。
6.三角函数的不定积分公式:∫sin(x) dx = -cos(x) + C∫cos(x) dx = sin(x) + C∫tan(x) dx = -ln,cos(x), + C∫cot(x) dx = ln,sin(x), + C∫sec(x) dx = ln,sec(x) + tan(x), + C∫csc(x) dx = ln,csc(x) - cot(x), + C7.反三角函数的不定积分公式:∫arcsin(x) dx = x*arcsin(x) + sqrt(1-x^2) + C∫arccos(x) dx = x*arccos(x) - sqrt(1-x^2) + C∫arctan(x) dx = x*arctan(x) - 1/2ln(1+x^2) + C∫arccot(x) dx = x*arccot(x) + 1/2ln(1+x^2) + C∫arcsec(x) dx = x*arcsec(x) + ln,sec(x)+tan(x), + C∫arccsc(x) dx = x*arccsc(x) - ln,csc(x)+cot(x), + C8.双曲函数的不定积分公式:∫sinh(x) dx = cosh(x) + C∫cosh(x) dx = sinh(x) + C∫tanh(x) dx = ln,cosh(x), + C∫coth(x) dx = ln,sinh(x), + C∫sech(x) dx = arcsin(e^x) + C∫csch(x) dx = ln,tanh(x/2), + C以上是一些常用的不定积分基本公式,但请注意,不定积分是一个广义的概念,有很多特殊函数的不定积分无法用基本公式表示,需要通过其他的方法进行求解,比如换元法、分部积分法、特殊函数等。
高等数学常用不定积分公式一、基本不定积分公式:1. 常数函数的不定积分:∫k dx = kx + C,其中k为常数,C为任意常数。
2. 幂函数的不定积分:∫x^n dx = (x^(n+1))/(n+1) + C,其中n≠-1,C为任意常数。
3. 对数函数的不定积分:∫1/x dx = ln,x, + C,其中C为任意常数。
4. 指数函数的不定积分:∫e^x dx = e^x + C,其中C为任意常数。
5.三角函数的不定积分:a) ∫sinx dx = -cosx + C,其中C为任意常数。
b) ∫cosx dx = sinx + C,其中C为任意常数。
c) ∫sec^2(x) dx = tanx + C,其中C为任意常数。
d) ∫cosec^2(x) dx = -cotx + C,其中C为任意常数。
e) ∫sec(x)tan(x) dx = secx + C,其中C为任意常数。
f) ∫cosec(x)cot(x) dx = -cosecx + C,其中C为任意常数。
6.反三角函数的不定积分:a) ∫1/√(1-x^2) dx = arcsinx + C,其中C为任意常数。
b) ∫1/√(1+x^2) dx = arctanx + C,其中C为任意常数。
c) ∫1/(x^2+1) dx = arctanx + C,其中C为任意常数。
二、常用不定积分公式:1. ∫sin^2x dx = (1/2)(x - sinx cosx) + C,其中C为任意常数。
2. ∫cos^2x dx = (1/2)(x + sinx cosx) + C,其中C为任意常数。
3. ∫tan^2x dx = tanx - x + C,其中C为任意常数。
4. ∫cot^2x dx = -cotx - x + C,其中C为任意常数。
5. ∫sec^3(x) dx = (1/2)(secx tanx + ln,secx + tanx,) + C,其中C为任意常数。
不定积分公式大全1.基本的常数不定积分公式:\[\int a dx = ax + C\](其中a为常数,C为常数,表示不定积分的任意常数项)2.幂函数不定积分公式:\[\int x^n dx = \frac{x^{n+1}}{n+1} + C\](其中n为实数,n不等于-1)3.三角函数的不定积分公式:\[\int \sin{x} dx = -\cos{x} + C\]\[\int \cos{x} dx = \sin{x} + C\]\[\int \tan{x} dx = -\ln,\cos{x}, + C\]\[\int \cot{x} dx = \ln,\sin{x}, + C\]\[\int \sec{x} dx = \ln,\sec{x} + \tan{x}, + C\]\[\int \csc{x} dx = \ln,\csc{x} - \cot{x}, + C\]4.反三角函数的不定积分公式:\[\int \arcsin{x} dx = x\arcsin{x} + \sqrt{1-x^2} + C\]\[\int \arccos{x} dx = x\arccos{x} - \sqrt{1-x^2} + C\]\[\int \arctan{x} dx = x\arctan{x} - \frac{1}{2}\ln{(1+x^2)} + C\]5.指数函数和对数函数的不定积分公式:\[\int e^x dx = e^x + C\]\[\int a^x dx = \frac{a^x}{\ln{a}} + C\](其中a为大于0且不等于1的实数)6.常用三角函数的组合不定积分公式:\[\int \sin^2{x} dx = \frac{x}{2} - \frac{\sin{2x}}{4} + C\] \[\int \cos^2{x} dx = \frac{x}{2} + \frac{\sin{2x}}{4} + C\] \[\int \sin{x}\cos{x} dx = -\frac{\cos{2x}}{2} + C\]7.双曲函数的不定积分公式:\[\int \sinh{x} dx = \cosh{x} + C\]\[\int \cosh{x} dx = \sinh{x} + C\]\[\int \tanh{x} dx = \ln,\cosh{x}, + C\]\[\int \coth{x} dx = \ln,\sinh{x}, + C\]8.基本的三角换元法不定积分公式(牛顿-莱布尼茨公式):\[\int f(g(x))g'(x) dx = F(g(x)) + C\](其中F是g的原函数)9.分部积分法的不定积分公式:\[\int u dv = uv - \int v du\](其中u和v是两个函数,du和dv分别是u和v的微分)这些是常用的不定积分公式,通过它们可以求解各种函数的原函数。
第二单元 Ch9 不定积分2.2三角函数有理式的不定积分222sin cos 22sin sin cos 22x x x x x =+22tan 21tan 2x x =+22,1t t =+2222212(sin ,cos )d ,d .111t t R x x x R t t t t ⎛⎫-= ⎪+++⎝⎭⎰⎰d 1t t=+⎰ln 1t C =++ln 1tan .2x C =++对三角函数有理式的不定积分, 在某些条件下还可(iii)(,)(,),tan .R u v R u v t x --==若可作变换(i)(,)(,),cos ;R u v R u v t x -=-=若可作变换(ii)(,)(,),sin ;R u v R u v t x -=-=若可作变换?为什么以上变换可使不定积分简化(i),R 若满足条件由代数学知识可知,存在有理0,R 函数使得选用如下三种变换, 使不定积分简化.20(,)(,).R u v R u v u =因此20(1cos ,cos )d(cos )R x x x =--⎰0(ii),,R R 若满足条件则存在有理函数使得20(,)(,).R u v R u v v =类似可得20(1,)d .R t t t =--⎰20(sin ,cos )d (sin ,cos )sin d R x x x R x x x x =⎰⎰20(sin ,cos )d (sin ,cos )cos d R x x x R x x x x =⎰⎰20(sin ,1sin )d(sin )R x x x =-⎰20(,1)d .R t t t =-⎰0(iii),,R R 若满足条件则存在有理函数使得1221d(tan )tan ,1tan 1tan x R x x x ⎛⎫= ⎪++⎝⎭⎰1221d ,.11t R t t t⎛⎫= ⎪++⎝⎭⎰2cos 2dcos 12cos cos x x x x -=+-⎰2d 212t t t t =-+-⎰221cos x-+1arctan tan .a x C ab b ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭a ⎪⎝⎭例4 求不定积分解本题除一般解法(化为有理式的积分)外,还有一种较巧妙的解法.立即知道可由方程组于是就可求得。
不定积分三角函数代换公式在学习高等数学的过程中,我们经常会遇到需要求解不定积分的问题。
不定积分是求解函数的原函数,也就是反导数的过程。
在求解不定积分的过程中,我们需要掌握各种积分技巧和公式,其中三角函数代换公式是不可或缺的一种。
三角函数代换公式是指将不定积分中的三角函数用其他三角函数代换的公式。
这种代换可以将原本复杂的积分式子转化为简单的形式,从而更容易求解。
下面我们来详细介绍三角函数代换公式的使用方法。
1. sin x 代换当不定积分中含有 $\sqrt{a^2-x^2}$ 时,我们可以使用 sin x 代换。
具体步骤如下:令$x=a\sin t$,则$\sqrt{a^2-x^2}=a\cos t$,$dx=a\cos t dt$。
将 $x$ 和 $dx$ 用 $t$ 和 $dt$ 表示后,将原式中的 $\sqrt{a^2-x^2}$ 用 $a\cos t$ 代换,得到:$$\int f(x)dx=\int f(a\sin t)a\cos t dt$$2. cos x 代换当不定积分中含有 $\sqrt{a^2+x^2}$ 时,我们可以使用 cos x 代换。
具体步骤如下:令$x=a\tan t$,则$\sqrt{a^2+x^2}=a\sec t$,$dx=a\sec^2 t dt$。
将$x$ 和$dx$ 用$t$ 和$dt$ 表示后,将原式中的$\sqrt{a^2+x^2}$ 用 $a\sec t$ 代换,得到:$$\int f(x)dx=\int f(a\tan t)a\sec^2 t dt$$3. tan x 代换当不定积分中含有$\sqrt{x^2-a^2}$ 时,我们可以使用tan x 代换。
具体步骤如下:令$x=a\sec t$,则$\sqrt{x^2-a^2}=a\tan t$,$dx=a\sec t\tan t dt$。
将 $x$ 和 $dx$ 用 $t$ 和 $dt$ 表示后,将原式中的 $\sqrt{x^2-a^2}$ 用 $a\tan t$ 代换,得到:$$\int f(x)dx=\int f(a\sec t)a\sec t\tan t dt$$通过三角函数代换公式,我们可以将原本复杂的积分式子转化为简单的形式,从而更容易求解。
不定积分26个基本公式不定积分是微积分中的一个重要概念,它是对一些函数的原函数进行求解。
当我们求解不定积分时,可以利用一些基本的公式来简化计算。
下面将介绍26个常用的基本不定积分公式。
1.幂函数的不定积分:如果k不等于-1,那么∫x^k dx = (1/(k+1)) * x^(k+1) + C2.指数函数的不定积分:∫e^x dx = e^x + C3.三角函数的不定积分:(1) ∫sin(x) dx = -cos(x) + C(2) ∫cos(x) dx = sin(x) + C(3) ∫tan(x) dx = -ln,cos(x), + C(4) ∫cot(x) dx = ln,sin(x), + C(5) ∫sec(x) dx = ln,sec(x) + tan(x), + C(6) ∫csc(x) dx = ln,csc(x) - cot(x), + C4.反三角函数的不定积分:(1) ∫1/(√(1-x^2)) dx = arcsin(x) + C(2) ∫1/(1+x^2) dx = arctan(x) + C(3) ∫1/,x,(x≠0) dx = sign(x) ln,x, + C,其中sign(x)是x的符号函数5.对数函数的不定积分:(1) ∫1/x dx = ln,x, + C,其中x≠0(2) ∫ln(x) dx = xln,x, - x + C,其中x≠06.双曲函数的不定积分:(1) ∫sinh(x) dx = cosh(x) + C(2) ∫cosh(x) dx = sinh(x) + C(3) ∫tanh(x) dx = ln,cosh(x), + C(4) ∫coth(x) dx = ln,sinh(x), + C(5) ∫s ech(x) dx = arctan(sinh(x)) + C(6) ∫csch(x) dx = ln,tanh(x/2), + C7.反双曲函数的不定积分:(1) ∫1/(√(x^2+1)) dx = arsinh(x) + C(2) ∫1/(√(x^2-1)) dx = arcosh(x) + C,其中x≥1(3) ∫1/x dx = arcoth(x) + C,其中,x,>1(4) ∫1/x dx = arcosech(x) + C,其中0<x≤1(5) ∫1/x dx = arccsch(x) + C,其中,x,≥18.部分分式的不定积分:∫(A/(x-a) + B/(x-b)) dx = A ln,x-a, + B ln,x-b, + C,其中a≠b9.三角函数复合函数的不定积分:(1) ∫sin(kx) dx = - (1/k) cos(kx) + C(2) ∫cos(kx) dx = (1/k) sin(kx) + C10.反函数的不定积分:∫f'(x) / f(x) dx = ln,f(x), + C11.方根的不定积分:(1) ∫√(a^2-x^2) dx = (1/2) (x √(a^2-x^2) + a^2arcsin(x/a)) + C,其中,x,≤a(2) ∫√(x^2+a^2) dx = (1/2) (x √(x^2+a^2) + a^2 ln,x + √(x^2+a^2),) + C12.有理函数的不定积分:∫(P(x)/Q(x)) dx = F(x) + C,其中F(x)是P(x)/Q(x)的一个原函数这些是常见的基本不定积分公式,掌握了这些公式可以在计算不定积分时减少计算量和复杂性。
三角函数有理式的不定积分
由u(x)、v(x)及常数经过有限次四则用算所得到的函数称为关于u(x)、v(x)的有理式,并用R(u(x),v(x))表示.
⎰dx x x R )cos ,(sin 是三角函数有理式的不定式.一般通过变换t=tan 2x
,可把他化为有理函数的不定积分。
这是因为
Sinx=
2222122tan
12tan
22cos 2sin 2cos 2sin 2t t x x x x x x +=+=+ (8) Cosx=2
22
2
2222112tan 12tan 12cos 2sin 2sin 2cos t t x x x x x x +-=+-=+- (9) dx=dt t
2
12
+ 所以dt t t t t t R dx x x R 2
22212
)11,12(
)cos ,(sin ++-+=⎰⎰ (10) 例3 求dx x x x
⎰
++)
cos 1(sin sin 1
解 令t=tan 2
x
,将(8)、(9)、(10)代入被积表达式,
dx x x x ⎰++)cos 1(sin sin 1=dt t
t t t t t t 2
2
22212)111(12121+∙+-++++
⎰ =)ln 22
(21)12(212
t t t dt t t ++=++⎰+C
=C x
x x +++2
tan ln 212tan 2tan 412
注意 上面所用的交换t=tan 2
x
对三角函数有理式的不定积分虽然总是有效的,
但并不意味着在任何场合都是简便的.
例4 求)0(cos sin 2
222≠+⎰
ab x
b x a dx
解 由于
,t a n )
(t a n t a n s e c c o s s i n 2222222
2222
⎰⎰⎰+=+=+b
x a x d dx b x a x x b x a dx 故令t=tanx,就有
,t a n )
(t a n t a n s e c c o s s i n 2
222222
2222
⎰⎰⎰+=+=+b x a x d dx b x a x x b x a dx =
C b
at
ab +arctan 1 适当当被积函数是x x 22cos ,sin 及sinxcosx 的有理式时,采用变换t=tanx 往往比较方便.其他特殊情形可因题而异,选择合适的变换。
三 某些无理根式的不定积分
1.dx d cx b ax x R ),
(⎰++型不定积分(ad-bc ≠0).对此只需令t=,d
cx b
ax ++就可化为有理函数的不定积分。
例5 求dx x x x 2
2
1-+⎰
解 令t=,22-+x x 则有x=,)
1(8,1)1(22
222dt t t
dx t t --=-+ dt t t t dx x x x ⎰⎰
+-=-+)
1)(1(4221222, =dt t
t )12
12(2
2+--⎰ =ln
C t t t
+--+arctan 211 =C x x x x x x +-+--+-++2
2
arctan
22
2
2
21ln . 例6 求⎰-++2
2)1(x
x x dx
解 由于
,21)1(12)1(1
2
2
x
x
x x x x -++=
-++
故令t=,21x x
-+则有x=,16,1122
22dt t
t dx t t +=+-
⎰-++2
2)
1(x x x dx =dx x
x
x -++⎰
21)1(12
=dt t
dt t t t t ⎰⎰=+⋅+22222232
)1(69)1( =.123232C x
x C t ++--=+-
2.
dx c bx ax x R ),(2⎰
++型不定积分(a>0时.2b -4ac o ≠时,)042
>-ac b 由于 ,44)2(2
222
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡-++=++a b ac a b x a c bx ax 若记u=,2a b x +
,442
22
a b ac k -=则此二次三项式必属于以下三种情形之一: ).(),(),(222222u k a k u a k u a -++
因此上述无理式的不定积分也就转化为以下三种类型之一:
du k u u R ),
(22⎰±,
.),
(22du u k u R ⎰-
例7 求⎰
--=4
22
x x x dx I
解 【解法一】 按上述一般步骤,求的 I=
⎰
⎰+=--)
14
)1(2u du
x x
dx ( x=u+1) =⎰
⋅+θ
θθ
θtan 2)1sec 2tan sec 2d θ (u=2sec θ)
=dt t t
t d ⎰⎰+-+=++
2
2
221112cos 2θθ (t=)2tan θ C +=
)2tan 3
1
arctan(
3
2θ
由于 θ
θ
θθθs e c 1t a n c o s 1s i n 2t a n +=+=
=,1
3
212
)2(212+--=+-x x x u u
因此
I=,13
2arctan 3
2
2+--x x x
【 解法二】 若令则,322t x x x -=--可解出
,)1(23
2,)1(232
22dt x t t dx t t x +--=-+=
.)
1(2)322()1(2332222
----=--+=--t x t t t t x x
于是所求不定积分直接化为有理函数得不定积分:
I= 注1 可以证明
,3)
1(332a r c t a n 332a r c t a n
22π
-+--=---x x x x x x 所以两种方法得结果是一致的。
此外,上述结果对x<0同样成立。
注 2 相比之下,解法二优于解法一.这是因为它所选择的变换能直接化为有理式(而解法一通过三次换元才化为有理式)。
如果改令
,322t x x x +=--
显然有相同效果———两边各自平方后能消去2x 项,从而解出x 为t 得有理函数。
一般地,二次三项式c bx ax ++中若a>0,则可令 ;2t x a c bx ax ±=++
若 c>0,还可令
c xt c bx ax ±=++2
这类变换称为欧拉变换.
至此我们已经学过了求不定积分的基本方法,以及某些特殊类型不定积分的求法。
需要指出的是,通常所说的“求不定积分”,是指用初等函数得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得不定积分都能“求
出”来的。
例如
)10(s i n 1,s i n ,ln ,22
22
<<-⎰⎰⎰
⎰±k xdx k dx x
x x dx dx e x 等等,虽然没他们都存在,但却无法用初等函数来表示(这个结论证明起来是非
常难的,刘纬尔(liouville )于1835年做出过证明)。
因此可以说,初等函数的原函数不一定是初等函数。
在下一章将会知道。
这类非出等函数可采用定积分形式来表示。
最后顺便指出,再求不定积分时,换可利用现成的积分表.在积分表中所有的积分公式是按被积函数分类编排的人们只要根据被积函数的类型,或经过适当变形化为表中列出的类型,查阅公式即可。
此外,有些计算器(例如TI-92型)和电脑软件(例如Mathemetica,Maple 等)也具有求不定积分的使用功能.但对于初学者来说,首先应该掌握各种基本的积分方法.
在附录Ⅲ中列出了一份容量不大的积分表,他大体上是典型例题和习题的总结.列出这份积分表的主要目的的是为了大家学习后记课程提供方便.。