注:以下的C都是指任意积分常数。
1、 ,a是常数
2、 ,其中a为常数,且a ≠ -1
3、
4、
5、 ,其中a > 0 ,且a ≠ 1
6、
7、
8、
9、
10、
11、
12、
13、
14、
15、
全体原函数之间只差任意常数C
证明:如果f(x)在区间I上有原函数,即有一个函数F(x)使对任意x∈I,都有F'(x)=f(x),那么,对任何常数显然也有[F(x)+C]'=f(x)即对任何常数C,函数F(x)+C也是f(x)的原函数。这说明如果f(x)有一个原函数,那么f(x)就有无限多个原函数。
设G(x)是f(x)的另一个原函数,即∀x∈I,G'(x)=f(x)。于是[G(x)-F(x)]'=G'(x)-F'(x)=f(x)-f(x)=0。
由于在一个区间上导数恒为零的函数必为常数,所以G(x)-F(x)=C’(C‘为某个常数)。
这表明G(x)与F(x)只差一个常数因此,当C为任意常数时,表达式F(x)+C就可以表示f(x)的任意一个原函数。也就是说f(x)的全体原函数所组成的集合就是函数族{F(x)+C|-∞<C<+∞}。
由此可知,如果F(x)是f(x)在区间I上的一个原函数,那么F(x)+C就是f(x)的不定积分,即∫f(x)dx=F(x)+C。
因而不定积分∫f(x) dx可以表示f(x)的任意一个原函数。
一、原函数
如果在区间上, ,则 称为 的一个原函数
注如果一个函数存在原函数,那么它有无穷多个原函数,而且其中任何两个原函数之间只相差一个常数.对于不同描述形式的原函数,相差的常数可以通过取特定变量值来得到 比如
, 都是 的原函数,则
令 ,得 ,即
二、原函数存在定理
原函数存在定理:
(1)若函数 在区间 上连续,则 在区间 上存在原函数
(2)如果在区间 上函数 有第一类间断点和第二类无穷间断点,则函数在该区间 上没有原函数;如果函数在区间 上仅仅具有第二类振荡间断点,则有可能存在有原函数
例1包含振荡间断点的区间内定义的函数可能存在有原函数 如
为 的振荡间断点, 在全体实数范围内有原函数
例2包含第一类间断点的区间内函数不存在原函数
在 点出分别为函数 的第一类跳跃间断点和可去间断点,它们在区间 上都不存在原函数 对于 ,在 处对应着分段函数的尖点位置;对于 ,假设有原函数 ,则在 时,有 ,由可导必定连续,则 ,所以在 内 ,从而有 ,从而与所设 为 的原函数矛盾
例3包含第二类无穷间断点的区间内函数不存在原函数 如
在区间 上不存在原函数,其中 为函数 的无穷间断点 虽然通常记
但这仅仅是一种形式上的记法,并不代表 在区间 上存在原函数,因为对数函数 在 处根本没有定义,当然也就不可能存在导数
三、不定积分
函数 在区间 上所有原函数的一般表达式称为 在 上的不定积分,并且有
其中
称为积分常数或任意常数
是 的在区间 上的任意一个原函数
称为被积函数,
称为被积表达式,计算中就为原函数的微分,即
称为积分变量,即仅仅对 变量求导数或微分,其余符号对于积分而言为常数.
注不定积分是所有原函数的集合,结果一定不能缺少 !没有 则仅仅是原函数集合中的一个元素
四、不定积分基本性质
1、求导、微分与积分的互逆运算
注不定积分与求导、微分互为逆运算,交替使用相互“抵消” 最后的一个运算决定结果形式,最后运算为不定积分,则结果不能忽略任意常数 ;为微分运算,则结果不能缺少
2、不定积分线性运算性质
如果 与 的原函数存在,则
其中 和 为常数.
五、基本不定积分公式
由基本初等函数的导数基本公式,逆向推导有基本初等函数的不定积分基本计算公式,它们是求不定积分的基础,必须熟记和掌握!具体基本积分表参见后面的课件或教材!
注1基本不定积分基本公式表中的公式中的d就为微分运算符 其中的积分变量符号x可以直接替换为任意可导函数表达式不过记得一定是等式两端所有x都换成相同的表达式 如
由此可知 是 的一个原函数 这个结果的应用直接得到后面不定积分的“凑微分”法或第一类换元法
注2对于不定积分结果在计算出来以后,一定要通过求导运算验证其结果是否就为被积函数 只要求导结果为被积函数,则不管结果的描述形式如何都为正确结果
注3有理函数的积分一般拆分成部分分式计算积分,有理函数的部分分式分解参见推荐阅读列表中的“
关于不定积分、定积分与多元函数积分计算正确性的验证和思路、方法的有效性的验证与确认,可以参见如下的推文给出的方法:
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参考课件
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基本公式
1、∫0dx=c
2、∫x^udx=(x^u+1)/(u+1)+c
3、∫1/xdx=ln|x|+c
4、∫a^xdx=(a^x)/lna+c
5、∫e^xdx=e^x+c
6、∫sinxdx=-cosx+c
7、∫cosxdx=sinx+c
8、∫1/(cosx)^2dx=tanx+c
9、∫1/(sinx)^2dx=-cotx+c
不定积分:
不定积分的积分公式主要有如下几类:含ax+b的积分、含√(a+bx)的积分、含有x^2±α^2的积分、含有ax^2+b(a>0)的积分、含有√(a²+x^2) (a>0)的积分、含有√(a^2-x^2) (a>0)的积分、含有√(|a|x^2+bx+c) (a≠0)的积分。
含有三角函数的积分、含有反三角函数的积分、含有指数函数的积分、含有对数函数的积分、含有双曲函数的积分。
答案给你:
∫1/sinx dx+cosx
=∫1/[2sin(x/2)cos(x/2)] dx+sinx
=∫1/[sin(x/2)cos(x/2)] d(x/2)+sinx
=∫1/tan(x/2)sec²(x/2) d(x/2)+sinx
=∫1/tan(x/2) d[tan(x/2)]+sinx
=ln|tan(x/2)|+sinx+C
积分发展的动力来自于实际应用中的需求。实际操作中,有时候可以用粗略的方式进行估算一些未知量,但随着科技的发展,很多时候需要知道精确的数值。要求简单几何形体的面积或体积,可以套用已知的公式。比如一个长方体状的游泳池的容积可以用长×宽×高求出。但如果游泳池是卵形、抛物型或更加不规则的形状,就需要用积分来求出容积。物理学中,常常需要知道一个物理量对另一个物理量的累积效果,这时也需要用到积分。
设为函数的一个原函数,我们把函数的所有原函数叫做函数的不定积分。
由定义可知:
求函数f(x)的不定积分,就是要求出f(x)的所有的原函数,由原函数的性质可知,只要求出函数f(x)的一个原函数,再加上任意的常数C,就得到函数f(x)的不定积分。
也可以表述成,积分是微分的逆运算,即知道了导函数,求原函数。
积分的基本原理:微积分基本定理,由艾萨克·牛顿和戈特弗里德·威廉·莱布尼茨在十七世纪分别独自确立。微积分基本定理将微分和积分联系在一起,这样,通过找出一个函数的原函数,就可以方便地计算它在一个区间上的积分。积分和导数已成为高等数学中最基本的工具,并在自然科学和工程学中得到广泛运用。
积分的一个严格的数学定义由波恩哈德·黎曼给出。黎曼的定义运用了极限的概念,把曲边梯形设想为一系列矩形组合的极限。从十九世纪起,更高级的积分定义逐渐出现,有了对各种上的各种类型的函数的积分。
比如说,路径积分是多元函数的积分,积分的区间不再是一条线段,而是一条平面上或空间中的曲线段;在面积积分中,曲线被三维空间中的一个曲面代替。对微分形式的积分是微分几何中的基本概念。
对积分概念的推广来自于物理学的需要,并体现在许多重要的物理定律中,尤其是电动力学。现代的积分概念基于测度论,主要是由昂利·勒贝格建立的勒贝格积分。
回答如下:
∫1/(1-x^2)dx
=1/2∫[1/(1-x)+1/(1+x)]dx
=1/2[-ln(1-x)+ln(1+x)]+C
=1/2ln[(1+x)/(1-x)]+C
不定积分的公式:
1、∫adx=ax+C,a和C都是常数
2、∫x^adx=[x^(a+1)]/(a+1)+C,其中a为常数且a≠-1
3、∫1/xdx=ln|x|+C
4、∫a^xdx=(1/lna)a^x+C,其中a>0且a≠1
5、∫e^xdx=e^x+C
6、∫cosxdx=sinx+C
7、∫sinxdx=-cosx+C
8、∫cotxdx=ln|sinx|+C=-ln|cscx|+C
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