第4章 不定积分§4.1 不定积分的概念与性质教学内容：一．原函数1.定义：设)(),(x f x F 是定义在区间I 上的函数，若对任意的I x ∈，都有)()(x f x F ='，或x x f x F d )()(d =，则称)(x F 是)(x f 在区间I 上的一个原函数．2.定理：（原函数存在定理）若函数()f x 在区间I 上连续，则在该区间上一定存在可导函数()F x ，使得对任意x I ∈都有()()F x f x '=，即区间上的连续函数一定有原函数．3.若)(x F 是)(x f 在区间I 上的一个原函数，即)('x F =)(x f ，则C x F +)(也是)(x f 在区间I 上的原函数．即一个函数如果存在原函数，则其原函数有无穷多个.4.定理：设函数()F x 是()f x 在区间I 上的一个原函数，那么()f x 在区间I 上的任意一个原函数可以表示为()F x C +，其中C 是任意常数．二．不定积分的概念定义：如果)(x F 是)(x f 在区间I 上的一个原函数，则()f x 在区间I 上带有任意常数的原函数C x F +)(称为)(x f 在区间I 上的不定积分，记作()d f x x ⎰，即()d f x x ⎰=C x F +)(，其中，⎰称为积分号，)(x f 称为被积函数，()d f x x 称为被积表达式，x 称为积分变量，任意常数C 称为积分常数．三．不定积分的几何意义对于确定的常数C ，()F x C +表示坐标平面上一条确定的曲线；当C 取不同的值时，C x F +)(表示一簇曲线．由()()f x dx F x C =+⎰可知，()f x 的不定积分是一簇曲线，这些曲线都可以通过一条曲线向上或向下平移而得到，它们在具有相同横坐标的点处有互相平行的切线．四．不定积分的性质性质1. (1)[()d ]f x x ' ⎰=)(x f ， 或 d[()d ]f x x ⎰=()d f x x ；(2) ⎰+='C x F x x F )(d )(， 或⎰+=C x F x F )()(d .性质2.⎰⎰=x x f k x x kf d )(d )(（k 为非零常数）.性质3.⎰⎰⎰±=±x x fx x f x x f x f d )(d )(d )]()([2121.五．基本积分公式表1．d k x kx C =+⎰（k 为常数）； 2．11d 1x x x C μμμ+=++⎰（1μ≠-）；3．1d ln ||x x C x =+⎰； 4．d ln x xa a x C a =+⎰；5．e d e x x x C =+⎰； 6．sin d cos x x x C =-+⎰；7．cos d sin x x x C =+⎰； 8．2sec d tan x x x C =+⎰；9．2csc d cot x x x C =-+⎰； 10．sec tan d sec x x x x C =+⎰；11．csc cot d csc x x x x C =-+⎰； 12．21d arctan arccot 1x x C x C x =+=-++⎰；13．d arcsin arccos x x C x C =+=-+.六．例题讲解例1.求不定积分 (1)2d x x ⎰； （2）1d x x ⎰．例2.若池塘结冰的速度由d d yt=给出，其中y 是自结冰起到时刻t 冰的厚度，k 是正常数，求结冰厚度y 关于时间t 的函数．例3.已知某曲线经过点(0,1)，并且该曲线在任意一点处的切线的斜率等于该点横坐标的平方，试求该曲线的方程．例4.距离地面0x 处，一质点以初速度0v 铅直上抛，不计阻力，求它的运动规律．例5.求e 5d x xx -⎰． 例6.求x xx d 1⎰． 例7.求23)d x x - ．例8.求2(1)d x x x - ⎰． 例9.求221d (1)x x x x x ++ +⎰． 例10.求22d 1x x x +⎰．例11.求42d 1x x x +⎰. 例12.求2tan d x x ⎰． 例13.求2sin d 2x x ⎰． 例14.求22d sin cos x x x ⎰． 例15.求221d .sin cos22x x x ⎰例16.设()2||3f x x '=+，且(2)15f =，求()f x .。
大一高数知识点总结不定积分在大一的高等数学课程中，不定积分是一个非常重要的知识点。
不定积分是求导的逆运算，它可以用于求函数的原函数，也可以用于计算一些定积分。
下面将对大一高数中的不定积分进行系统总结。
1. 不定积分的定义和基本性质不定积分是求导的逆运算，它用符号∫表示。
对于函数f(x)，它的不定积分记作∫ f(x) dx，其中f(x)为被积函数，dx表示积分变量。
不定积分有以下基本性质：- 线性性质：∫ (af(x) + bg(x)) dx = a∫ f(x) dx + b∫ g(x) dx，其中a和b是常数。
- 基本积分表：例如∫ x^n dx = (1/(n+1))x^(n+1) + C，其中C为常数。
- 第一积分基本定理：设函数F(x)是f(x)在区间[a, b]上的一个原函数，则∫ (from a to b) f(x) dx = F(b) - F(a)。
2. 基本的不定积分法在计算不定积分时，可以利用一些基本的不定积分法来简化计算。
这些方法包括：- 常数乘积法则：∫ a*f(x) dx = a*∫ f(x) dx，其中a为常数。
- 和差法则：∫ (f(x) ± g(x)) dx = ∫ f(x) dx ± ∫ g(x) dx。
- 分部积分法：∫ f(x)g(x) dx = F(x)g(x) - ∫ F'(x)g(x) dx。
其中，分部积分法是计算不定积分最常用的方法，它将一个复杂的积分分解为两个简单的积分。
3. 常见的不定积分公式在计算不定积分时，需要熟记一些常见的不定积分公式：- 幂函数：∫ x^n dx = (1/(n+1))x^(n+1) + C，其中n不等于-1。
- 指数函数：∫ e^x dx = e^x + C。
- 三角函数：∫ sin(x) dx = -cos(x) + C，∫ cos(x) dx = sin(x) + C。
- 对数函数：∫ 1/x dx = ln|x| + C，∫ a^x dx = (1/ln(a)) a^x + C，其中a为常数，且a不等于1。
定义
定理
, I )( 则它上的原函数存在在区间若x f 则它的所的一个原函数为若 , )( )( x f x F
. )( 的形式有原函数可表示为C x F +
) . ,(为任意常数其中C
.仅相差一个常数的任意两个原函数之间
结论结论结论
定义上的全体原函数的集合
在区间 I )(x f }
I , )()( | )({∈=′x x f x F x F 记为
上的不定积分在称为 , I )( x f ) ( )(d )(为任意常数C C x F x x f +=∫的一个原函数；
为其中 )( )( ,x f x F 称为被积表达式；称为被积函数 d )( , )(x x f x f 称为不定积分号；∫
. 称为积分常数C 一. 不定积分的概念
性质 1
),()d )((x f x x f =′∫,
d )(d )(d x x f x x f =∫,
)(d )(C x f x x f +=′∫
∫
+=.)()(d C x f x f
逆运算三.不定积分的基本性质
性质 2
则
设 (I),)( ),( 21R x f x f ∈,d )(d )(d )]()([2121∫∫∫+=+x x f b x x f a x x bf x af
. , ,为常数其中b a
.函数的和的形式该性质可推广至有限个
线性性质
解
解
解
利用加一项、减一项的方法.
解
利用加一项、减一项的方法.
解
部分分式法
解
下面看另一种解法
.
解
两个解法答案不同，你
有何想法？
利用平方差公式解
解
1。
