高等数学(上册)教案20-分部积分法
大学高等数学-分部积分法课件
可经n次分部积分求得。
( pn ( x)为n次多项式。)
例Example 6
ln xdx
解 Solution
u=lnx dv=dx (好象u、v已选好)
du 1 dx
v=x
x
ln xdx x ln x x 1dx =xlnx-x+c
x
例 Example 7 求积分
x3 ln xdx.
解 Solution
u ln x, x3dx d x4 dv, 4
x3
ln
xdx
1 4
x
4
ln
x
1 4
x
3dx
1 x4 ln x 1 x4 C .
4
16
例 Example 8 求积分 解Solution
arcsin xdx
arcsin xdx xarcsin x xd(arcsin x)
x arcsin x
x dx 1 x2
x arcsin x 1 x2 c
例 Example 9 求积分
x arctan xdx.
解Solution x arctan
令u xdx
arctan x x2 arctan
, x
xdx x2
d x2 dv 2
d(arctan x)
2
3
9
27
总结 若被积函数是幂函数和正(余)弦函数或幂函数和指数函数的乘 积, 就考虑设幂函数为 , 使其降幂一次(假定幂指数是正整数)
u
(1)形如
xne xdx, xn sin xdx, xn cos xdx 的积分
选u x n ,可经n次分部积分求得。
高等数学教案(含)
高等数学教案一、教学目标1.知识与技能:(1)理解极限、导数、积分等基本概念,掌握它们的计算方法。
(2)熟练运用导数和积分解决实际问题,如最值问题、曲线拟合等。
(3)了解多元函数的极限、连续性、可导性,掌握偏导数、全微分、方向导数等概念。
(4)掌握多元函数的极值问题,了解条件极值和拉格朗日乘数法。
2.过程与方法:(1)通过实际问题,培养学生运用数学知识解决实际问题的能力。
(2)通过探究式学习,培养学生的创新精神和合作意识。
(3)通过数学软件的应用,提高学生的数学建模和计算能力。
3.情感、态度与价值观:(1)培养学生对数学的兴趣和热情,增强学生的自信心。
(2)培养学生严谨、求实的科学态度,提高学生的逻辑思维能力。
(3)培养学生团结协作的精神,增强学生的集体荣誉感。
二、教学内容1.极限与连续(1)数列极限的定义及性质(2)函数极限的定义及性质(3)无穷小量与无穷大量(4)极限的运算法则(5)夹逼定理与单调有界定理(6)连续函数的定义及性质2.导数与微分(1)导数的定义及几何意义(2)导数的运算法则(3)高阶导数(4)隐函数及参数方程求导(5)微分中值定理(6)泰勒公式3.不定积分与定积分(1)不定积分的概念及性质(2)基本积分公式(3)换元积分法与分部积分法(4)定积分的概念及性质(5)定积分的计算(6)定积分的应用4.多元函数微分学(1)多元函数的极限与连续(2)偏导数与全微分(3)复合函数求导法则(4)隐函数求导法则(5)方向导数与梯度(6)多元函数的极值问题5.多元函数积分学(1)二重积分的概念及性质(2)二重积分的计算(3)三重积分的概念及性质(4)三重积分的计算(5)线积分与面积分三、教学安排1.总学时:64学时2.教学进度安排:(1)极限与连续:12学时(2)导数与微分:18学时(3)不定积分与定积分:18学时(4)多元函数微分学:8学时(5)多元函数积分学:8学时四、教学方法1.讲授法:讲解基本概念、性质、定理等。
《分部积分法》ppt课件
cos sin
x x
dx
cos x sin x
dx
cos x sin x
dx
1,
1
cos sin
x x
dx
得0=1
ln sin x C
答: 不定积分是原函数族 , 相减不应为 0 . 求此积分的正确作法是用换元法 .
21
P191 1 2
22
x)
C
说明: 1。也可设
为三角函数 , 但两次所设类型
必须一致 .
2.有些不定积分经过分部积分后,虽未能求出该积分,
但又出现了与所求积分相同的形式,这时可以从等式中
象解代数方程那样解出所求的积分来。
14
把被积函数视为两个函数之积 ,
按 “ 反对幂指三” 的顺 前者为 u 后者为 v.
序, 反: 反三角函数 对: 对数函数 幂: 幂函数 指: 指数函数 三: 三角函数
幂函数的幂次降低一次。即在
Pn (x)exdx Pn (x)sin xdx Pn (x)cos xdx
中,总令
Pn (x) u
7
(ax b)sin xcos xdx
解:原式
(ax
b)
1 2
sin
2xdx
1 4
(ax
b)
sin
2xd
2x
1 4
(ax
b)d
cos
2x
1 4
(ax
b)
cos 2 x
xarccosx 1 x2 C
10
x arctan x dx.
解: 原式
x2 arctanx d .
2
1 x2 arctanx 1
2
2
《分部积分法》课件
02
分部积分法的计算步确定积分区间和积分变量,以 便确定被积函数。
VS
确定函数
根据题目要求,确定需要计算的函数。
确定分部函数和被积函数
分部函数的选择
根据被积函数的性质,选择适当的分部函数 。
被积函数的确定
根据题目要求和分部函数的性质,确定被积 函数。
计算积分结果
注意积分的范围和上下限
总结词
确定积分的范围和上下限是分部积分法中至关重要的 一步,错误的设定可能导致结果错误或无法计算。
详细描述
在应用分部积分法时,应根据函数的具体形式和积分的 原函数,准确设定积分的上下限,以避免计算中出现符 号错误或无法收敛的情况。同时,要注意上下限之间的 逻辑关系和连续性。
注意计算过程中的符号和单位问题
《分部积分法》ppt课件
目录 CONTENTS
• 分部积分法概述 • 分部积分法的计算步骤 • 分部积分法的实例解析 • 分部积分法的注意事项 • 分部积分法与其他积分方法的比较
01
分部积分法概述
分部积分法的定义
总结词
分部积分法是一种求解积分的方法, 通过将积分拆分为两个或多个部分的 乘积,再分别对各部分进行积分,最 终求得原积分的结果。
与直接积分法的比较
适用范围
直接积分法适用于简单的积分,如 $int x^n dx$;分部积分法适用于被 积函数为两个函数的乘积或商的情况 ,如$int frac{x^2}{x+1} dx$。
操作步骤
直接积分法是通过凑微分来完成的; 分部积分法是通过将被积函数拆分为 两个函数的乘积,然后分别积分,最 后相减来完成的。
与换元积分法的比较
适用范围
换元积分法适用于被积函数为复合函数或三角函数的情况;分部积分法适用于被积函数为两个函数的 乘积或商的情况。
高数课件-分部积分法
2021-10-3
bx
b
a (a f (t)dt)dx a (b x) f (x)dx .
证
bx
x
b
b
x
( f (t)dt)dx x f (t)dt xd( f (t)dt)
aa
a
a
a
a
b
b
ba f (t)dt a xf (x)dx
b
b
a bf (x)dx a xf (x)dx
22-1
例5 求積分
sin(ln x)dx.
解 sin(ln x)dx xsin(lnx) xd[sin(lnx)]
x
sin(ln
x)
x
cos(ln
x)
1 x
dx
xsin(lnx) xcos(lnx) xd[cos(lnx)]
x[sin(lnx) cos(lnx)] sin(lnx)dx
2
2
d
(arctan
x)
x2 arctan x
2
x2 2
1
1 x
2
dx
x2 arctan x
2
1 2
(1
1
1 x
2
)dx
x2 arctan x 1 ( x arctan x) C .
2
2
例4 求積分
x3 ln xdx.
解
u ln x, x3dx d x4 dv,
4
x3
ln
b
a (b x) f (x)dx
22-1
例 5.5.12 证明
2021-10-3
In
2 sinn xdx
0
2 0
cosn
(完整版)分部积分法教案
分部积分法教学目的:使学生理解分部积分法,掌握分部积分法的一般步骤及其应用。
重点:分部积分法及其应用难点:在分部积分法中,要恰当的选取u 和v教学方法:讲练法0 回顾上几节课我们学习了不定积分的求法,要求我们①熟记基本初等函数积分公式表②熟练、灵活的运用第一换元积分法(凑微法)③熟练、灵活的运用第二换元积分法。
凑微法:实质是在被积函数中凑出中间变量的微分;dx x x f dx x f )(')]([)(ϕϕ⎰⎰=)]([)]([x d x f ϕϕ⎰=)(x u ϕ=↓令 du u f ⎰=)(Cx F Cu F +=+=)]([)(ϕ 第二换元积分法:关键是通过适当的变量替换)(t x ϕ=,使得难求的积分易求dt t t f dx x f t x )(')]([)()(ϕϕϕ⎰⎰−−−→−=令 CF(x)C ])([)()]([+=+==⎰t F t d t f ϕϕϕ1引入用我们已经掌握的方法求不定积分⎰⋅xdx x cos分析:①被积函数为两函数的乘积不是基本的积分公式。
②凑微法失效。
x x cos ↔③第二类换元积分法解:不妨设 t x tx arccos cos ==则 原方程dt t t t ⎰--⋅⋅211arccos 更为复杂所以凑微法和第二换元积分法都失效。
反之考虑,两函数乘积的积分不会,但两函数乘积的求导我们会,比如:(假设u 、 v 为两个函数) 已知: '')'(uv v u v u +=⋅对上式两边积分得:⎰⎰+=dx uv vdx u uv ''移项得: ⎰⎰-=vdx u uv dx uv ''观察上式发现被积函数也是两函数乘积的形式,注意:⎰dx uv '中v ’为导数形式。
故,我们可以尝试来解一下上面的积分。
C x x x xdxx x x dxx x xdxx ++=-==↓⋅⎰⎰⎰cos sin sin 'sin ')(sin cos 形式一样先要化的和要求积分的真是:山重水复疑无路,柳暗花明又一村。
分部积分法具体步骤
分部积分法具体步骤
嘿,咱今儿就来说说这分部积分法的具体步骤哈!
你看啊,这分部积分法就像是一把神奇的钥匙,能打开好多积分难题的大门呢!那它到底咋用呢?
首先呢,咱得把被积函数拆分成两部分,就好比把一个大拼图拆成两块。
这两块得选得有讲究,一块要能比较容易地积分,另一块呢,得是它的导数比较简单。
然后啊,咱就按照公式开始操作啦!这公式就像是一个魔法咒语,一念就灵。
把这两块分别对应公式里的 u 和 v'。
接着呢,咱就一步一步地算。
就像走迷宫一样,得小心谨慎,可不能走错路喽!先求出 u 的导数和 v,然后把这些值代进去。
你想想,这是不是挺有意思的?就像搭积木一样,一块一块地往上垒。
举个例子来说吧,比如求∫xcosx dx。
那咱就可以把 x 当作 u,cosx 当作 v'。
然后求出 u 的导数是 1,v 是 sinx。
再代进去算算,是不是就有头绪啦?
这分部积分法有时候得反复用,就像打怪升级一样,一层一层地突破。
可别嫌麻烦呀,数学的乐趣不就在这嘛!
咱再说说,要是第一次没成功咋办?那咱就再来一次呗!就像投篮,一次不进就再来一次,总有投进的时候。
而且啊,这分部积分法还能解决好多看起来很难的问题呢!只要咱
掌握了方法,就不怕它难。
总之呢,分部积分法的具体步骤就是先拆分,再代入公式,然后细
心计算。
就这么简单!学会了它,咱在积分的世界里就能畅游啦!可
别小瞧了它哦,它可是很厉害的呢!咱可得好好把它掌握住,让它为
咱的数学学习添砖加瓦呀!。
高等数学-分部积分法
10
01 分部积分法
例5 求不定积分 cos( ) .
解
令 = නcos( ) ,则有 ( ) = −() ∙
1
= නcos( ) = cos( ) − න ( )
= ( ) + න( )
2
2
2
转化后的积分 比原来的积分更麻烦,
2
所以正确的选取和 ′ 非常关键!
5
01 分部积分法
例2 求不定积分 2 .
解
选取 = 2 , ′ = ,则
2
න 2 = න 2 = 2 −2
4
−
2
2
,
′′ () = ′ − +
=
2
2
+
3 2
+ .
+
13
න
− න
= 2 +2 න
= 2 +2( − න )
= 2 +2 − 2 + .
6
01 分部积分法
注 (1)多次使用分部积分时,和 ′ 的选取类型要与
第一次的保持一致,否则将回到原积分..
(2)解决两个不同类型函数乘积的积分计算.
(3)按 “反、对、幂、三、指”的顺序,把排在
前面的函数选作 ,把排在后面的那个函数选作′.
3
01 分部积分法
例1 求不定积分 .
解
被积函数为幂函数与三角函数的乘积,
故选取 = , ′ = ,则
න = න = − න
(完整版)高等数学教案各章的教学目的、重点、难点
第一章函数与极限教学目的:1、理解函数的概念,掌握函数的表示方法,并会建立简单应用问题中的函数关系式.2、了解函数的奇偶性、单调性、周期性和有界性。
3、理解复合函数及分段函数的概念,了解反函数及隐函数的概念.4、掌握基本初等函数的性质及其图形。
5、理解极限的概念,理解函数左极限与右极限的概念,以及极限存在与左、右极限之间的关系。
6、掌握极限的性质及四则运算法则。
7、了解极限存在的两个准则,并会利用它们求极限,掌握利用两个重要极限求极限的方法。
8、理解无穷小、无穷大的概念,掌握无穷小的比较方法,会用等价无穷小求极限。
9、理解函数连续性的概念(含左连续与右连续),会判别函数间断点的类型。
10、了解连续函数的性质和初等函数的连续性,了解闭区间上连续函数的性质(有界性、最大值和最小值定理、介值定理),并会应用这些性质。
教学重点:1、复合函数及分段函数的概念;2、基本初等函数的性质及其图形;3、极限的概念极限的性质及四则运算法则;4、两个重要极限;5、无穷小及无穷小的比较;6、函数连续性及初等函数的连续性;7、区间上连续函数的性质.教学难点:1、分段函数的建立与性质;2、左极限与右极限概念及应用;3、极限存在的两个准则的应用;4、间断点及其分类;闭区间上连续函数性质的应用.第二章导数与微分教学目的:1、理解导数和微分的概念与微分的关系和导数的几何意义,会求平面曲线的切线方程和法线方程,了解导数的物理意义,会用导数描述一些物理量,理解函数的可导性与连续性之间的的关系。
2、熟练掌握导数的四则运算法则和复合函数的求导法则,熟练掌握基本初等函数的导数公式,了解微分的四则运算法则和一阶微分形式的不变性,会求函数的微分。
3、了解高阶导数的概念,会求某些简单函数的n阶导数。
4、会求分段函数的导数。
5、会求隐函数和由参数方程确定的函数的一阶、二阶导数,会求反函数的导数。
教学重点:1、导数和微分的概念与微分的关系;2、导数的四则运算法则和复合函数的求导法则;3、基本初等函数的导数公式;4、高阶导数;6、隐函数和由参数方程确定的函数的导数。
高等数学上册教案
高等数学上册教案一、第一章:函数与极限1.1 函数定义:函数是一种关系,使一个集合(称为定义域)中的每个元素对应到另一个集合(称为值域)中的唯一元素。
性质:单调性、连续性、奇偶性、周期性等。
1.2 极限极限的定义:当自变量x趋近于某一值a时,函数f(x)趋近于某一值L,即lim(x →a)f(x)=L。
极限的性质:保号性、保不等式性、夹逼定理、单调有界定理等。
1.3 无穷小与无穷大无穷小的定义:当自变量x趋近于0时,函数f(x)趋近于0。
无穷大的定义:当自变量x趋近于某一正无穷大值时,函数f(x)趋近于正无穷大或负无穷大。
1.4 极限运算法则极限的四则运算法则:lim(x→a)(f(x)+g(x))=lim(x→a)f(x)+lim(x→a)g(x),lim(x →a)(f(x)g(x))=lim(x→a)f(x)lim(x→a)g(x),lim(x→a)(f(x)/g(x))=lim(x→a)f(x)lim(x→a)(1/g(x))。
极限的复合运算法则:lim(x→a)(f(g(x)))=lim(x→a)g(x)lim(x→a)f(g(x))。
1.5 极限存在的条件介值定理:如果函数f(x)在区间[a,b]上连续,且f(a)=L1,f(b)=L2,对于任何介于L1和L2之间的实数L,都存在c∈(a,b),使得f(c)=L。
单调有界定理:如果函数f(x)在区间[a,b]上单调且有界,lim(x→a)f(x)和lim(x →b)f(x)都存在且相等。
二、第二章:导数与微分2.1 导数的定义导数的定义:函数f(x)在x=a处的导数定义为lim(h→0)(f(a+h)-f(a))/h。
导数的几何意义:函数在某一点的导数等于该点处的切线斜率。
2.2 导数的计算法则基本导数公式:常数c的导数为0,x的导数为1,常数倍函数的导数等于常数乘以原函数的导数,幂函数的导数等。
和差、积、商的导数法则:和差函数的导数等于各函数导数的和差,积函数的导数等于原函数的导数乘以另一函数,除函数的导数等于除函数的导数乘以被除函数减去除函数,再除以被除函数的平方。
高数分部积分法
举例2:计算 ∫ ln x cos x dx
同样将ln x视为u,cos x 视为dv,通过分部积分 法得到结果。
在这些例子中,分部积 分法展示了其在处理复 杂函数积分时的有效性。 通过选择合适的u和dv, 我们可以逐步简化积分 表达式,最终得到积分 的解析解。
05
分部积分法的注意事项
积分公式的选择
THANKS
感谢观看
举例2:计算 ∫ e^x cos x dx
将e^x视为u,sin x视为 dv,应用分部积分法进行 求解。
同样将e^x视为u,cos x 视为dv,通过分部积分法 得到结果。
对数函数与三角函数的积分
01
02
03
04
05
举例1:计算 ∫ ln x sin x dx
将ln x视为u,sin x视为 dv,应用分部积分法进 行求解。
03
与其他积分方法(如换元法、分式分解法等)结合 使用,提高求解效率。
02
分部积分法的基本原理
微积分基本定理
微积分基本定理建立了定积分与不定 积分之间的联系,为分部积分法提供 了理论基础。
通过微积分基本定理,可以将一个复 杂的积分表达式转化为另一个相对简 单的积分表达式,从而简化计算过程。
分部积分公式
高数分部积分法
• 引言 • 分部积分法的基本原理 • 分部积分法的计算步骤 • 分部积分法的应用举例 • 分部积分法的注意事项 • 总结与展望
01
引言
分部积分法的定义
ห้องสมุดไป่ตู้
定义
分部积分法是一种求解不定积分的方 法,通过将被积函数拆分为两个函数 的乘积,并分别对这两个函数进行积 分和微分,从而简化求解过程。
逐步进行分部积分
高数-分部积分法
x (1 x2 )2
arctan
xdx
.
解: 令 t arctan x , 则
原式 =
tan t sec4 t
td
(tan
t
)
tan t sec4 t
t
sec2
tdt
1 2
t
sin
2tdt
1 4
td
cos
2t
1 4
t
cos
2t
1 4
cos
2tdt
1 t cos 2t 1 sin 2t C
14
例. 求 sec3 xdx
15
例11. 求
解: 令 x t , 则 x t2 , dx 2t d t
原式 2 t e t d t 令 u t , v et 2(t et et ) C 2e x ( x 1) C
16
例9. 求
解:
令
u
(x2
1 a2
)n
,
v
1,
则
u
2nx (x2 a2 )n1
I
1 d earctan x
1 x2
I
earctan x
(1
x
2
)
3 2
dx
1 1
x2
earctan x
x earctan x
(1 x2 )32
dx
1 earctan x 1 x2
x dearctan x 1 x2
1 earctan x (1 x) I
1 x2
I 1 x earctan x C 2 1 x2
34
35
x
d
x
23
内容小结
大学高数积分法的应用教案
教学目标:1. 使学生掌握积分法的基本概念和原理。
2. 理解并能够运用分部积分法、换元积分法解决实际问题。
3. 培养学生分析问题、解决问题的能力,提高数学思维水平。
教学重点:1. 分部积分法的原理和应用。
2. 换元积分法的原理和应用。
教学难点:1. 分部积分法在复杂函数积分中的应用。
2. 换元积分法在不同类型函数积分中的应用。
教学准备:1. 多媒体课件。
2. 积分表。
3. 练习题。
教学过程:一、导入1. 复习导数和微分的概念,引出积分的概念。
2. 介绍积分法的应用领域,激发学生学习兴趣。
二、新课讲授1. 分部积分法a. 介绍分部积分法的原理,公式。
b. 通过实例讲解分部积分法的应用步骤。
c. 分析分部积分法在复杂函数积分中的应用。
d. 举例说明分部积分法在实际问题中的应用。
2. 换元积分法a. 介绍换元积分法的原理,公式。
b. 通过实例讲解换元积分法的应用步骤。
c. 分析换元积分法在不同类型函数积分中的应用。
d. 举例说明换元积分法在实际问题中的应用。
三、课堂练习1. 学生根据所学知识,完成以下练习题:a. 利用分部积分法计算不定积分。
b. 利用换元积分法计算不定积分。
2. 教师巡回指导,解答学生疑问。
四、课堂小结1. 总结分部积分法和换元积分法的原理和应用。
2. 强调积分法在解决实际问题中的重要性。
五、课后作业1. 完成以下习题:a. 利用分部积分法计算不定积分。
b. 利用换元积分法计算不定积分。
2. 查阅资料,了解积分法在其他领域的应用。
教学反思:本节课通过讲解分部积分法和换元积分法的原理和应用,使学生掌握了积分法的基本方法。
在教学过程中,教师应注重以下方面:1. 注重理论与实践相结合,通过实例讲解积分法的应用,提高学生解决问题的能力。
2. 针对不同类型函数,引导学生运用合适的积分方法,培养学生的数学思维能力。
3. 鼓励学生积极参与课堂讨论,培养合作学习的精神。
20分部积分法
1x2lnx xdx1x2lnx1x2C
2
22Leabharlann 1x2lnx1x2 C2
4
例4 求 exsinxd.x
解: exsinxdxsinxdxe
exsix nexdsixn
exsixn exco xsd ex xsixn co xsd x e e x sx i n ( e x cx o e s x d cx o ) s
x cx o s sx i n C
x2exdx.
原式= x2dex x2ex exdx2 x2ex2 xexdxx2ex2 xdxe
x2ex2(xxeexd)x
x2ex2(xxeex)C ex(x22x1)C.
xlnxdx.
原式=
1 2
ln xdx2
1x2lnx x2dlnx 2
例3、求 ln xd x.
解
公开课(分部积分法)教案
《高职数学》公开课教案课题:§ 4.4 分部积分法课型:讲授教学目的、要求:理解分部积分法的思想方法,正确选取u 、dv ,熟练掌握分部积分法公式 教学重点、难点:分部积分法及其应用,恰当选取u 、dv教学内容:一、分部积分法设函数u u (x )及v v (x )具有连续导数 那么 两个函数乘积的导数公式为 移项得 v '-'='u (uv)uv 对这个等式两边求不定积分 得⎰⎰'-='vdx u uv dx v u 或⎰⎰-=vdu uv udv 称为不定积分的分部积分公式。
二、例题例1C e xe dx e xe xde dx xe x x x x x x +-=-==⎰⎰⎰ 例2 ⎰⎰⎰-==xdx x x x xd xdx x sin sin sin cos利用这个公式的关键在于选取适当的u 和dv选取的一般原则:1.v 容易求得(凑微分法);2.u vd ⎰比⎰udv 容易求. 例3求⎰dx e x x 2 解:x x de x dx e x ⎰⎰=22 例4求 ⎰xdx x arctan解: ⎰⎰=2arctan 21arctan xdx xdx x 例5 34434411111ln ln ()ln ln 444416x x xd x x x x dx x x x C 分部积分法的使用技巧(1)被积函数是两个不同类型函数的乘积; (2)u 的选取按“反、对、幂、三、指”顺序。
例6求xdx e x sin ⎰解 因为⎰⎰⎰-==x d e x e xde xdx e x x x x sin sin sin sin所以 C x x e xdx e x x +-=⎰)cos (sin 21sin 练习: (1)∫xsinxdx(2)xdx x ln 2⎰例7 求 ⎰dx e x解: 令t x =,则 2t x =,tdt dx 2=,因此三、小结 使用分部积分公式⎰⎰-=vdu uv udv(1)原则:v 容易求得(凑微分法);u vd ⎰比⎰udv 容易求; (2)U 的选取按 “反对幂三指”的顺序。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第4章不定积分
分部积分法
【教学目的】:
1. 理解分部积分法;
2. 能熟练地运用分部积分法求解不定积分。
【教学重点】:
1.分部积分法。
【教学难点】:
1.分部积分法应用中u和v的选择。
【教学时数】:2学时
【教学过程】:
我们在求积分时,经常会遇到被积函数是两类不同函数乘积的不定积分,这类积分用我们上一节学习的换元积分法很难求出来,这一节我们就学习解决这类积分的积分方法:分部积分法.
设u u(x),v v(x)有连续的导数,由(uv)' u'v uv',得uv' (uv)' u'v两边
积分,有uv'dx (uv)' dx u'vdx 即udv uv vdu ①式①称为分部积分公式,使用分部积分公式求不定积分的方法称为分部积分法.
利用分部积分公式解题的关键是如何恰当的选取u和dv,选取原则是:
(1)v要容易求出.
(2)vdu要比原积分udv易求得.
下面通过例子说明分部积分公式适用的题型及如何选择u和dv :
例 1 求xcosxdx .
解令u x,dv cosxdx,贝U v sin x,于是
xcosxdx xd(sinx) xsinx sin xdx xsinx ( cosx) C
xsinx cosx C .
1
此题若令u cosx,dv xdx,则v x2,于是
2
xcosxdx cosxd - x cosx —X — x 2d(cosx)
2 2 2 1 2 1 2
x cosx x sin xdx . 2 2 1
这样新得到的积分 x 2 sin xdx 反而比原积分 xcosxdx 更难求了.所以在 2
分部积分法中,u u(x)和dv dv(x)的选择不是任意的,如果选取不当,就得不 出结果.
例 2 求 xe x dx .
解设u x,dv e x dx ,则v e x ,于是
x x x x x x
xe dx xde xe e dx xe e C .
注:在分部积分法中,u 及dv 的选择有一定规律的.当被积函数为幕函数与 正(余)弦或指数函数的乘积时,往往选取幕函数为 u .
例 3 求 x 2 In xdx .
例 4 求 arctanxdx . 解 设 u arctan x, dv dx ,贝U v x ,于是
注1如果被积函数含有对数函数或反三角函数, 可以用考虑用分部积分法, 并设对数函数或反三角函数为u .
注2在分部积分法应用熟练后,可把认定的u , dv 记在心里在而不写出来, 直接在分部积分公式中应用. 2 1 3
1 3, 1 3
x In xdx In xdx x In x — x d(l n x) 3 3 3 1 3, 1 2」 1 3 , 1 3
x In x — x dx - x I n x x 3 3 3 9 C
.
解为使v 容易求得,选取u
2 In x, dv x dx 1
3 1 3 d 2x ,则v 3x ,于是 arcta nxdx x arcta nx xd (arctanx) xarctanx 1 1 x 2
dx xarcta nx Jd(1 x 2) 2 1 x 2 xarcta nx 1ln(1 x 2)
例 6 求 e x sinxdx .
e x d( cosx) e x cosx e x cosxdx x x x x x
e cosx e d(sinx) e cosx e sinx e sinxdx .
如果被积函数为指数函数与正(余)弦函数的乘积,可任选项其一为u ,
但一经选定,在后面的解题过程中要始终选项其为 u .
注2有时求一个不定积分,需要将换元积分法和分部积分法结合起来使 用.(如下例)
例7求e x dx .
解 先去根号,设X t ,则x t 2,dx 2tdt ,于是
e"dx e 2tdt 2 tdd 2td 2 Edt
2td 2e t C 2e x . x 1 C .
例8 已知f (x )的一个原函数是(1 sinx )ln x ,试求
解 由题意知 f(x)dx (1 sinx)lnx C ,得
f(x)
[ f(x)dx]' [(1 sinx)lnx C]' cosxlnx xf'(x)dx xf(x) f (x)dx
x cos x l nx 1 sinx (1 sin x)l nx C .
【教学小节】:
通过本节的学习,学会使用分部积分法计算不定积分
【课后作业】:
能力训练 P117 1 (1、3、6、7、9)
e x sin xdx
移项,得 2 e x sin xdx
x e (sinx cosx) 2G , e x sin xdx
1e x (sin x cosx) C . xf'(x)dx . 1 sin x 所以
xf(x) xcosxlnx 1 sinx .。