不定积分例题及答案

  • 格式:doc
  • 大小:2.92 MB
  • 文档页数:66

第4章 不定积分 容概要 名称 主要容

不 定 积 分

不 定 积 分 的 概 念

设()fx, xI,若存在函数()Fx,使得对任意xI均有 ()()Fxfx 或()()dFxfxdx,则称()Fx为()fx的一个原函数。 ()fx的全部原函数称为()fx在区间I上的不定积分,记为

()()fxdxFxC 注:(1)若()fx连续,则必可积;(2)若(),()FxGx均为()fx的原函数,则()()FxGxC。故不定积分的表达式不唯一。

性 质 性质1:()()dfxdxfxdx



或()()dfxdxfxdx;

性质2:()()FxdxFxC或()()dFxFxC; 性质3:[()()]()()fxgxdxfxdxgxdx,,为非零常数。 计 算 方 法 第一换元 积分法 (凑微分法)

设()fu的 原函数为()Fu,()ux可导,则有换元公式: (())()(())()(())fxxdxfxdxFxC

第二类 换元积 分法

设()xt单调、可导且导数不为零,[()]()ftt有原函数

()Ft,则

1()(())()()(())fxdxfttdtFtCFxC





分部积分法 ()()()()()()()()uxvxdxuxdvxuxvxvxdux

有理函数积分 若有理函数为假分式,则先将其变为多项式和真分式的和;对真分式的处理按情况确定。 本章 的地 位与 作用 在下一章定积分中由微积分基本公式可知---求定积分的问题,实质上是求被积函数的原函数问题;后继课程无论是二重积分、三重积分、曲线积分还是曲面积分,最终的解决都归结为对定积分的求解;而求解微分方程更是直接归结为求不定积分。从这种意义上讲,不定积分在整个积分学理论中起到了根基的作用,积分的问题会不会求解及求解的快慢程度,几乎完全取决于对这一章掌握的好坏。这一点随着学习的深入,同学们会慢慢体会到! 课后习题全解 习题4-1 1.求下列不定积分: 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)2

dx

xx

思路: 被积函数 5221xxx,由积分表中的公式(2)可解。 解:5322223dxxdxxCxx ★(2)31()xdxx

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:11411133322213()()24dxxxdxxdxxdxxxCx3x

★(3)22xxdx()

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:2232122ln23xxxxdxdxxdxxC() ★(4)(3)xxdx 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:315322222(3)325xdxxdxxdxxxCx

★★(5)4223311xxdxx



思路:观察到422223311311xxxxx后,根据不定积分的线性性质,将被积函数分项,分别积分。 解:42232233113arctan11xxdxxdxdxxxCxx

★★(6)221xdxx

 思路:注意到222221111111xxxxx,根据不定积分的线性性质,将被积函数分项,分别积分。 解:2221arctan.11xdxdxdxxxCxx 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)xdxxxx34134(-+-)

2

思路:分项积分。

解:3411342xdxxdxdxxdxxdxxxxx34134(-+-)2

223134ln||.423xxxxC

★(8)22

32()11dxxx



思路:分项积分。 解:22223211()323arctan2arcsin.1111dxdxdxxxCxxxx

★★(9)xxxdx 思路:xxx?看到11172488xxxxx,直接积分。 解:715888.15xxxdxxdxxC

★★(10)22

1

(1)dxxx

思路:裂项分项积分。 解:222222111111()arctan.(1)11dxdxdxdxxCxxxxxxx

★(11)211xxedxe



解:21(1)(1)(1).11xxxxxxxeeedxdxedxexCee ★★(12)3xxedx 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33xxxee()。 解:333.ln(3)xxxxeedxedxCe()() ★★(13)2cotxdx

思路:应用三角恒等式“22cotcsc1xx”。 解:22cot(csc1)cotxdxxdxxxC

★★(14)23523xxxdx

思路:被积函数 235222533xxxx(),积分没困难。 解:2()2352232525.33ln2ln3xxxxxdxdxxC(()) ★★(15)2cos2xdx

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:21cos11cossin.2222xxddxxxC

★★(16)11cos2dxx

思路:应用弦函数的升降幂公式,先升幂再积分。 解:221111sectan.1cos2222cosdxdxxdxxCxx

★(17)cos2cossinxdx

xx

思路:不难,关键知道“22cos2cossin(cossin)(cossin)xxxxxxx”。 解:cos2(cossin)sincos.cossinxdxxxdxxxCxx ★(18)22

cos2cossinxdx

xx

思路:同上题方法,应用“22cos2cossinxxx”,分项积分。 解:22222222cos2cossin11cossincossinsincosxxxdxdxdxxxxxxxx 22cscseccottan.xdxxdxxxC ★★(19)11()11xxdxxx



思路:注意到被积函数 2221111211111xxxxxxxxx,应用公式(5)即可。 解:2111()22arcsin.111xxdxdxxCxxx ★★(20)21cos1cos2xdxx



思路:注意到被积函数 22221cos1cos11sec1cos2222cosxxxxx,则积分易得。 解:221cos11tansec.1cos2222xxxdxxdxdxCx ★2、设()arccosxfxdxxC,求()fx。

知识点:考查不定积分(原函数)与被积函数的关系。 思路分析:直接利用不定积分的性质1:[()]()dfxdxfxdx即可。 解:等式两边对x求导数得:

2211(),()11xfxfxxxx



★3、设()fx的导函数为sinx,求()fx的原函数全体。 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,1()sincosfxxdxxC

所以()fx的原函数全体为:112cossinxCdxxCxC()。

★4、证明函数21,2xxeeshx

和xechx都是sxechxhx-的原函数

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:2xxeechxshxQ,而22[][][]xxxxdddeeshxechxedxdxdx1()2

★5、一曲线通过点2(,3)e

,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