一定积分计算的基本公式
定积分运算法则
• 通过定积分求解经济学中的边际产量、边际消费等边际问题
求解经济学中的总量问题
• 通过定积分求解经济学中的总产量、总消费等总量问题
求解经济学中的平均问题
• 通过定积分求解经济学中的平均产量、平均消费等平均问题
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06
定积分的数值计算方法
数值积分的基本原理与方法
数值积分的定义
数值积分的方法
• 通过数值方法近似求解定积分的值
• 辛普森法
• 龙贝格法
• 高斯积分法
数值积分的误差分析与控制
误差分析
误差控制
• 分析数值积分方法的误差来源
• 选择合适的数值积分方法
• 估计数值积分方法的误差范围
• 控制积分区间的长度
求解物体的速度
• 通过定积分求解物体在变力作用下的速度
求解物体的加速度
• 通过定积分求解物体在变力作用下的加速度
定积分在工程学中的应用
求解工程问题的面积
求解工程问题的体积
求解工程问题的质心位置
• 通过定积分求解曲线围成的面积
• 通过定积分求解曲面围成的体积
• 通过定积分求解物体的质心位置
定积分在经济学中的应用
积分问题
换元积分法的原理
• 利用换元公式将原积分变量变换为新变量,从而简化积分过程
换元积分法的常见类型与方法
01
幂函数换元法
• 将复杂的幂函数积分问题转化为简单的指数函数积分问
题
02
三角函数换元法
• 将复杂的三角函数积分问题转化为简单的指数函数积分
问题
03
定积分计算方法总结
定积分计算方法总结定积分是微积分中的一种重要概念,用于计算曲线与x轴之间的面积、曲线的弧长、质量、质心等物理量。
本文将总结定积分的计算方法,包括基本定积分的计算、换元积分法、分部积分法等。
一、基本定积分的计算基本定积分是指形如∫f(x)dx的定积分,其中f(x)为已知函数。
基本定积分的计算方法主要包括常数法、分段法和凑微分法。
1. 常数法:当被积函数为常数函数时,可以直接利用积分性质计算。
如∫kdx=kx+C,其中k为常数,C为积分常数。
2. 分段法:当被积函数在不同区间上有不同的表达式时,可以将积分区间划分为不同的子区间,在每个子区间上分别计算积分,然后再求和得到整个区间上的积分值。
3. 凑微分法:当被积函数可以通过凑微分的方式转化为已知函数的微分形式时,可以利用凑微分法进行计算。
凑微分法的关键是找到合适的凑微分项,使得被积函数可以表示为一个函数的微分。
例如,对于∫x^2dx,可以将其转化为∫(x^2+1-1)dx,然后利用积分性质计算。
二、换元积分法换元积分法是一种常用的定积分计算方法,通过引入新的变量进行替换,将原来的积分转化为更容易计算的形式。
换元积分法的关键是选择合适的换元变量和适当的换元公式。
1. 一般换元法:当被积函数中存在形如f(g(x))g'(x)的部分时,可以选择g(x)作为新的变量进行替换。
然后利用链式法则计算新的微分形式,将原来的积分转化为新变量的积分。
2. 三角换元法:当被积函数中存在形如sin(x)或cos(x)等三角函数时,可以选择三角函数的反函数作为新的变量进行替换。
然后利用三角函数的导数和反函数的导数计算新的微分形式,将原来的积分转化为新变量的积分。
三、分部积分法分部积分法是一种常用的定积分计算方法,通过将积分中的乘积拆解为两个函数的乘积,利用分部积分公式进行计算。
分部积分法的关键是选择合适的分部函数和求导函数。
分部积分公式为∫u(x)v'(x)dx=u(x)v(x)-∫v(x)u'(x)dx。
定积分 公式
定积分公式
1、定积分公式:积分是微积分学与数学分析里的一个核心概念。
通常分为定积分和不定积分两种。
直观地说,对于一个给定的实函数f (x) ,在区间a,b]上的定积分记为: .(a,b)[f(x)+g(x)]dx=J(a,b)f(x)J(a,b)g(x)dxJ(a,b)kf(x)dx=k/(a,b)f(x)dx,若f (x) 在a,b]上恒为正,可以将定积分理解为在Oxy坐标平面上,由曲线(x,f (x)) 、直线x=a、
x=b以及x轴围成的面积值(一种确定的实数值)。
初等定积分就是计算曲线下方大的面积大小,方法将背积变量区间分成无限小的小格,再乘以响应函数值近似求和取极限,可以证明在积分变量是自变量的话,积分和导数运算是逆运算(牛顿莱布尼兹公式)
2、定积分简介: 积分是微分的逆运算,即知道了函数的导函数,反求原函数。
在应用上,积分作用不仅如此,它被大量应用于求和,通俗的说是求曲边三角形的面积,这巧妙的求解方法是积分特殊的性质决定的。
主要分为定积分、不定积分以及其他积分。
积分的性质主要有线性性、保号性、极大值极小值、绝对连续性、绝对值积分等。
定积分基本计算定律-定积分的计算定律
2x
x
0
f
(t )dt
1在[0,1]上只有一个解.
证
令
F(x)
2x
x
0
f
(t )dt
1,
f ( x) 1, F ( x) 2 f ( x) 0,
F ( x)在[0,1]上为单调增加函数. F (0) 1 0,
F (1)
1
1
0
f
(t )dt
1
0 [1
f
(t )]dt
0,
所以F ( x) 0即原方程在[0,1]上只有一个解.
y x
x2 2 x 0
2
o 1 2x
x
0 x1 ,
x
2
1 x2
原式
0 x2dx
1
xdx
2 x2dx 11.
2
0
1
2
例7 求 1 1dx.
2 x
解 当 x 0时, 1 的一个原函数是ln | x |,
x
1
2
1dx x
ln |
x
| 1 2
ln1
ln 2
ln 2.
例 8 计算曲线 y sin x在[0, ]上与 x轴所围
x a t , x 0 t 0,
2
原式 2
a cos t
dt
0 a sin t a2 (1 sin2 t)
2 0
cos t dt sin t cos t
1 2
2 0
1
cos t sin t
sin cos
t t
dt
1 2
2
1 2
ln
sin
t
cos
t
定积分常见公式
定积分常见公式定积分在数学学习中可是个重要的家伙,它就像一把神奇的钥匙,能帮我们解决好多复杂的问题。
先来说说定积分的基本公式吧,就比如$\int_{a}^{b} kdx = k(b - a)$,这里的$k$是个常数。
这个公式理解起来其实不难,你就想象有一段长度为$b - a$的线段,然后常数$k$就像是给这段线段均匀地涂了一层厚度,最后的结果就是这层“厚度”的总量。
再看$\int_{a}^{b} xdx = \frac{1}{2}(b^2 - a^2)$,这个就像是计算一堆整齐排列的方块的体积。
从$a$到$b$,每个位置上的方块高度就是对应的$x$值,把它们加起来就得到了总体积。
还有$\int_{a}^{b} x^2dx = \frac{1}{3}(b^3 - a^3)$,这就好比是计算一个不断变高的积木塔的体积。
从$a$开始,积木的高度以平方的速度增长,一直到$b$,通过这个公式就能算出整个积木塔的体积啦。
我记得之前有一次给学生们讲定积分的课,当时有个学生特别有意思。
那节课刚开始讲定积分公式的时候,他一脸迷茫,眼睛瞪得大大的,好像这些公式是外星文字一样。
我就给他举例子,说假如我们要计算从 1 到 3 之间,函数$f(x) = 2x$图像与$x$轴围成的面积。
按照公式$\int_{1}^{3} 2xdx = x^2|_{1}^{3} = 3^2 - 1^2 = 8$,这不就很快算出面积是 8 了嘛。
这孩子听完,眼睛一下子亮了,嘴里还嘟囔着:“原来是这样啊,好像也没那么难!”从那以后,他对定积分的公式越来越感兴趣,每次做题都特别积极。
还有一个公式$\int_{a}^{b} e^xdx = e^b - e^a$,这就像是计算一个以指数速度增长的量的累积效果。
像$\int_{a}^{b} \sin xdx = -\cos b + \cos a$和$\int_{a}^{b} \cos xdx =\sin b - \sin a$这两个公式,在处理与三角函数相关的定积分问题时特别有用。
高等数学积分公式大全
高等数学积分公式大全在高等数学中,积分是求解不定积分、定积分和定积分的一种重要方法。
积分公式是指一些常见函数的积分表达式,熟悉和掌握这些公式可以加快求解积分的速度。
下面是一些常见的高等数学积分公式:一、不定积分公式:1. ∫kdx = kx + C (常数函数的积分)2. ∫x^n dx = (x^(n+1))/(n+1) + C (幂函数的积分)其中n不等于-1,C为常数。
3. ∫1/x dx = ln,x, + C (自然对数函数的积分)4. ∫e^x dx = e^x + C (指数函数的积分)5. ∫sinxdx = -cosx + C (正弦函数的积分)6. ∫cosxdx = sinx + C (余弦函数的积分)7. ∫sec^2xdx = tanx + C (正割函数的积分)8. ∫csc^2xdx = -cotx + C (余割函数的积分)9. ∫secxtanxdx = secx + C (正割函数与正切函数的积分)10. ∫cscxcotxdx = -cscx + C (余割函数与余切函数的积分)二、定积分公式:1. ∫[a,b]kdx = k(b-a) (常数函数的定积分)2. ∫[a,b]xdx = (b^2 - a^2)/2 (幂函数的定积分)3. ∫[a,b]1/x dx = ln,b/a,(自然对数函数的定积分)三、定积分计算方法与公式:1.分部积分法∫u(x)v'(x)dx = u(x)v(x) - ∫v(x)u'(x)dx2.代换法(换元积分法)∫f(g(x))*g'(x)dx = ∫f(g(x))d(g(x))3.增广方法当函数的导数是其本身的倍数,例如dy/dx = ky时,可以使用增广方法进行求解,具体公式为∫d(y)e^(-kx) = e^(-kx)y4.牛顿-莱布尼茨公式若F(x)为f(x)的一个原函数,则∫[a,b]f(x)dx = F(b) - F(a)5.分式积分对于形如∫(P(x)/Q(x))dx的分式积分,其中P(x)和Q(x)是多项式函数,可以使用部分分式法进行分解,然后再分别求积分。
高数定积分公式大全
高数定积分公式大全在高等数学中,定积分是通过积分来求解某一特定函数的不定积分的一种特殊方法,是计算物理量变化,寻找函数极值点以及在区间内求定积分的有效工具。
定积分的定义如下:如果函数f(x)在给定区间[a,b]上可导,那么定积分的定义为:∫a^bf(x)dx = F(b) - F(a)其中F(x)是f(x)的某个不定积分,解析法求解定积分的步骤为:首先将函数f(x)分解为常数、x、x^2、x^n多项式,其次对于每一项分别求解其不定积分,最后再将每一项求得的不定积分相加,即可得出整体定积分的解析解。
定积分中常见的公式有:一、定积分中的基本公式1. 不定积分的基本公式:∫x^ndx = 1/n+1*x^n+1 + C2. 二次方程不定积分的公式:∫x^2dx = 1/3*x^3 + C3.用的其他不定积分的公式:(1)∫sinx dx = -cosx + C(2)∫cosx dx = sinx + C(3)∫1/(1+x^2)dx = arctanx + C(4)∫lnx dx = xlnx - x + C二、高阶定积分的公式1. 一阶定积分:∫ax+b dx = 1/a*(ax+b) + C2. 二阶定积分:∫ax^2 + bx + c dx = 1/3a*x^3 + 1/2b*x^2 + cx + C3.用的其他高阶定积分的公式:(1)∫sinax dx = -1/a*cosax + C(2)∫e^x dx = e^x + C(3)∫lnax dx = xlnax - x + C三、复合定积分的公式定积分可以复合求解,以求解复合定积分为例,复合定积分公式为:∫a^b f(x)dx =a^x f(x)dx +x^b f(x)dx其中f(x)为一个标量函数,[a,b]为被积函数的定积区间,求解步骤如下:1.根据f(x)的表达式求出该函数的不定积分F1(x);2.复合定积分拆分成两部分,先求∫a^x f(x)dx,即F1(x)的定积分,再求∫x^b f(x)dx,即F2(x)的定积分;3.后将两部分求得的结果相加,即可得出复合定积分的解析解,解析解为F1(b) - F1(a) + F2(b) - F2(a)。
定积分基本计算公式-定积分的计算公式
x
1
2
1dx x
ln |
x
| 1 l1 n l2 n l2 . n 2
例 8 计算曲线 y sin x在[0, ]上与 x轴所围
成的平面图形的面积.
解
面积
A
sinxdx
0
y
cos x 2. o 0
x
.
二 定积分的换元公式 定理 假设
(1) f ( x)在[a, b]上连续;
(2)函数 x (t)在[ , ]上是单值的且有连续
.
定理1 如果 f ( x)在[a, b]上连续,则积分上限的函
数( x)
x
a
f
(t)dt 在[a, b]上具有导数,且它的导
数是
(
x)
d dx
x
a
f (t)dt
f (x)
(a x b)
证 (x x)a x xf(t)dyt
( x x ) ( x )
(x)
x x
x
a
f(t)d t f(t)dt a
.
牛顿—莱布尼茨公式
a bf(x)d x F (b )F (a)
F
x
b a
基本公式表明
一个连续函数在区间[a, b]上的定积分等于它
的任意一个原函数在区间[a, b]上的增量.
求定积分问题转化为求原函数的问题.
牛顿-莱布尼茨公式沟通了微分学与积分学之 间的关系.
注意
当a
b
时,
b
a
f
(
x)dx
F
(b)
导数;
(3)当t 在区间[ , ]上变化时,x (t)的值在 [a,b]上变化,且 ( ) a、 ( ) b,
基本定积分计算公式
基本定积分计算公式定积分,听起来是不是有点让人头疼?其实啊,它就像是我们生活中的一个小帮手,能帮我们解决好多问题呢!咱们先来说说定积分的基本计算公式。
这就好比是一把神奇的钥匙,能打开很多数学难题的大门。
定积分的基本公式是∫[a,b] f(x)dx = F(b) - F(a) ,这里的 F(x) 是 f(x)的一个原函数。
那啥是原函数呢?比如说,f(x) = 2x,那么它的一个原函数就是 F(x) = x²。
是不是有点迷糊?别着急,我给您举个例子。
假设我们要计算从 1 到 3 区间上,函数 f(x) = 2x 的定积分。
首先,我们得找到它的原函数 F(x) = x²。
然后呢,把上限 3 和下限 1 分别代入原函数,就是 F(3) - F(1) ,也就是 3² - 1² = 9 - 1 = 8 。
您看,这是不是挺有意思的?我记得之前有个学生,他刚开始学定积分的时候,那叫一个头疼啊!每次看到那些公式和符号,就感觉像是看天书一样。
有一次做作业,碰到一道定积分的题目,怎么算都算不对。
我就跟他说:“别着急,咱们一步步来,先找找原函数。
” 他一脸迷茫地看着我,那小眼神,充满了无助。
我就耐心地给他解释,带着他一步一步地算。
最后,他终于搞明白了,那种恍然大悟的表情,我到现在都还记得。
从那以后,他对定积分就没那么害怕了,成绩也慢慢提高了。
咱们再来说说定积分的几何意义。
它可以表示曲线与坐标轴围成的面积。
比如说,一个函数在某个区间上是正的,那么定积分的值就是这个区间上曲线下方的面积;如果函数在某个区间上是负的,定积分的值就是曲线上方的面积的相反数。
就像我们生活中的积累,每天进步一点点,一段时间后,积累的成果就是一个定积分。
可能有时候我们会遇到挫折,成果是负数,但只要不放弃,继续努力,总会有正数出现的时候。
在学习定积分的过程中,大家要多做练习题,就像我们锻炼身体一样,只有不断练习,才能让我们的“数学肌肉”更强大。
关于定积分的快速计算公式
关于定积分的快速计算公式定积分的快速计算公式。
在数学中,定积分是微积分的一个重要概念,它可以用来计算曲线下面积、求解体积、质量、质心等问题。
定积分的计算通常需要使用积分法或者数值积分法,但是有一些特定情况下可以使用快速计算公式来求解定积分,本文将介绍一些常用的定积分快速计算公式。
1. 基本积分表。
首先,我们需要了解一些基本的积分表,这些积分表中包含了一些常见函数的不定积分公式,可以帮助我们快速计算定积分。
例如:(1)常数函数积分,$\int k\,dx=kx+C$。
(2)幂函数积分,$\int x^n\,dx=\frac{x^{n+1}}{n+1}+C$。
(3)指数函数积分,$\int e^x\,dx=e^x+C$。
(4)三角函数积分,$\int \sin x\,dx=-\cos x+C$,$\int \cos x\,dx=\sin x+C$,$\int \tan x\,dx=-\ln|\cos x|+C$等。
这些基本积分表可以帮助我们快速计算一些简单的定积分,但是对于一些复杂的函数,我们可能需要使用其他方法来求解定积分。
2. 牛顿-莱布尼茨公式。
牛顿-莱布尼茨公式是定积分的一个重要性质,它可以帮助我们将一个函数的定积分转化为另一个函数的不定积分。
具体来说,如果函数$f(x)$在区间$[a,b]$上连续,那么它的定积分可以表示为:$$\int_a^b f(x)\,dx=F(b)-F(a)$$。
其中$F(x)$是$f(x)$的一个原函数。
这个公式可以帮助我们快速计算定积分,只需要求出函数$f(x)$的一个原函数$F(x)$,然后代入上式即可得到定积分的值。
3. 分部积分法。
分部积分法是一个常用的积分方法,它可以帮助我们将一个复杂的积分转化为两个简单的积分。
具体来说,如果函数$u(x)$和$v(x)$都具有连续的导数,那么定积分$\int u(x)v'(x)\,dx$可以表示为:$$\int u(x)v'(x)\,dx=u(x)v(x)-\int v(x)u'(x)\,dx$$。
定积分计算牛顿莱布尼茨公式
定积分计算牛顿莱布尼茨公式1.定积分的基本思想在介绍牛顿-莱布尼茨公式之前,首先我们需要了解定积分的基本思想。
定积分是微积分中的一个概念,它用于计算曲线下面的面积。
曲线下方被区间[a,b]、曲线y=f(x)与直线x=a,x=b所围成的面积,称为函数f(x)在区间[a,b]上的定积分。
2.牛顿-莱布尼茨公式的表述牛顿-莱布尼茨公式表述如下:设函数f(x)在[a,b]区间上连续,并且F(x)是其一个原函数,则有:∫[a,b]f(x)dx = F(b) - F(a)3.牛顿-莱布尼茨公式的推导为了推导牛顿-莱布尼茨公式,我们首先需要明确一个重要的性质:连续函数具有原函数。
因此,我们假设f(x)在区间[a,b]上连续,并存在一个原函数F(x)。
定积分的定义是求解函数 f(x) 在区间 [a, b] 上的面积,我们可以将这个问题看作是一个面积的逐渐累加过程。
假设我们从点 a 开始累加,每次向右方向迈出一个微小的距离 dx,那么这个微小的区间 [x, x+dx]的面积就可以近似地表示为f(x)·dx。
现在,我们将整个区间 [a, b] 分成若干个微小区间,每个微小区间的长度为 dx,然后将这些面积进行累加,即有:∑(f(x)·dx) = ∑(F'(x)·dx)这里的 F'(x) 表示函数 F(x) 的导数。
根据微积分的基本思想,微小的面积可以近似表示为曲线在该点的切线斜率与 dx 的乘积,因此我们可以将f(x)·dx 近似地表示为F'(x)·dx。
在区间[a,b]上进行累加之后,上式可以变为:∫[a,b]f(x)dx = ∑(F'(x)·dx)我们再进行一次变形,将累加符号改成求和符号,得到:∫[a,b]f(x)dx = ∫[a,b]F'(x)dx由于 F'(x) 是 F(x) 的导数,根据微积分的基本理论,我们知道导数的本质就是函数的变化率。
定积分的公式
定积分的公式
定积分是微积分中的一种重要概念,它可以用于求解曲线下面的面积、质量、体积、平均值等。
以下是定积分的公式:
设函数$f(x)$在区间$[a,b]$上连续,则$f(x)$在区间$[a,b]$上的定积分为:
$$\int_{a}^{b}f(x)dx=F(b)-F(a)$$
其中,$F(x)$是$f(x)$的一个原函数,也就是说,$F'(x)=f(x)$。
定积分的计算方法主要有以下几种:
几何法:将曲线下面的区域分割成若干小的几何形状,然后计算它们的面积之和。
积分中值定理:利用积分中值定理,将函数在区间$[a,b]$上的平均值与曲线下面的面积相等,从而求出定积分的值。
反常积分:将区间$[a,b]$拆分成多个子区间,并将每个子区间的积分求和,从而计算出整个区间的定积分值。
需要注意的是,定积分在一定条件下具有可积性,即存在定义良好的定积分。
此外,定积分还具有可加性、线性性、积分中值定理等性质,这些性质使得定积分在数学和应用中得到广泛的应用。
一 定积分计算的基本公式
a
0
在 0 a
f
( x)dx中令 x
t ,
Yunnan University
§4. 定积分的计算
0
a
f(x)dxa0f(t)dt0a
f
(t)dt,
① f ( x)为偶函数,则 f(t)f(t),
a af(x )d x 0 af(x )d x 0 af(x )dx
a
20 f(t)d;t
② f ( x)为奇函数,则 f( t)f(t),
0 f(sixn)dx0 xf(sixn)dx,
x(fsx ) id n x f(sx ) id n .x
0
20
01xscions2xxdx
2
01scionx2sxdx
201c1o2xsd(cx o)s2arctanx()c0os
() 2 . 2 44 4
Yunnan University
a af(x )d x 0 af(x )d x 0 af(x )d0x .
Yunnan University
§4. 定积分的计算
例12 计算
1 2x2xcoxsdx. 1 1 1x2
解
原式
1 1
2x2 1 1x2
1
dx1
xcoxs dx 1 1x2
偶函数
奇函数
401
1
x2 1x2
dx401
Yunnan University
§4. 定积分的计算
应用换元公式时应注意:
(1)用 x (t )把变量 x换成新变量t 时,积分限也
相应的改变.
(2)求出 f [ (t )] (t )的一个原函数(t)后,不
必象计算不定积分那样再要把(t )变换成原 变量 x的函数,而只要把新变量t 的上、下 限分别代入(t )然后相减就行了.
定积分公式大全
定积分公式大全定积分,即定积分法,又称定量积分,是数学中的重要技术,广泛用于求解有关圆的具体问题,使用非常普遍。
通过求解不同方程的定积分,可以获得更完善的结果,为研究数学提供了更强大的支持。
定积分公式大全中收录了众多定积分求解公式,涵盖全部积分类型。
比如简单定积分、线性定积分、多项式定积分、微分定积分、复杂定积分、抛物线定积分、指数定积分和三角函数定积分等。
简单定积分是定积分中最简单的一种,其公式为:f(x)=∫ab[f(x)dx],其中a,b表示积分的下、上限。
线性定积分的公式为:f(x)=∫ab[x^nf(x)dx],表示以x为函数的n次方的整数次幂的积分。
多项式定积分涉及各种幂次,其求解公式如下:f(x)=∫ab[ax^n+bx^(n-1)+cx^(n-2)+…+F]dx,其中a、b、c、…、F分别表示每个多项式的常数项。
微分定积分的求解公式为:f(x)=∫ab[P(x)dx],其中P(x)表示一个微分方程,包括诸如微分方程、一阶方程、二阶方程等各种类型的方程。
而复杂定积分的求解公式比较复杂,主要包括三角变换、积分变换和其它变换。
抛物线定积分是指以抛物线为函数的定积分,其求解公式为:f(x)=1/2∫ab[ax^2+bx+c]dx,其中a、b、c分别表示抛物线方程的三个参数。
指数定积分的求解公式为:f(x)=∫ab[ex^n]dx,其中e 表示自然对数的底数,n为指数。
最后,三角函数定积分是定积分类型中最为复杂的,其求解公式也比较复杂。
它包括各种三角函数公式,例如正弦函数、余弦函数、正切函数等公式的求解方法,所有的求解公式都需要根据函数形式的不同,采取不同的求解公式。
以上就是定积分公式大全的简介,它涵盖各种定积分求解公式,可以大大拓宽数学的求解能力, 2为数学研究提供强有力的支持。
在数学计算中,定积分无处不在,它不仅可以帮助我们求解更加复杂的问题,而且还可以帮助我们更有效地求解圆形问题,从而获得更加精确的结果。
26个基本积分公式
26个基本积分公式基本积分公式是数学中常用的一组公式,用于求解定积分。
以下是26个基本积分公式:1. ∫ x^n dx = (x^(n+1))/(n+1) + C,其中n不等于-1。
2. ∫ 1/x dx = ln|x| + C,其中x不等于0。
3. ∫ e^x dx = e^x + C。
4. ∫ a^x dx = (a^x)/(lna) + C,其中a为常数且不等于1。
5. ∫ sin(x) dx = -cos(x) + C。
6. ∫ cos(x) dx = sin(x) + C。
7. ∫ sec^2(x) dx = tan(x) + C。
8. ∫ csc^2(x) dx = -cot(x) + C。
9. ∫ sec(x)tan(x) dx = sec(x) + C。
10. ∫ csc(x)cot(x) dx = -csc(x) + C。
11. ∫ 1/(x^2 + a^2) dx = (1/a)arctan(x/a) + C。
12. ∫ 1/(sqrt(a^2 - x^2)) dx = arcsin(x/a) + C。
13. ∫ 1/(x√(x^2 - a^2)) dx = (1/a)arcsec(|x|/a) + C。
14. ∫ 1/(a^2 + x^2) dx = (1/a)arctan(x/a) + C。
15. ∫ 1/(a^2 - x^2) dx = (1/2a)ln|((a+x)/(a-x))| + C。
16. ∫ e^axsin(bx) dx = (e^ax/a^2 + b^2)e^axsin(bx) - (e^ax/a)(be^axcos(bx)) + C。
17. ∫ e^axcos(bx) dx = (e^ax/a^2 + b^2)e^axcos(bx)+ (e^ax/a)(be^axsin(bx)) + C。
18. ∫ sin^n(x) cos(x) dx = - (1/(n+1)) sin^(n+1)(x) + C,其中n不等于-1。
定积分的基本概念
定积分的基本概念
定积分的基本概念
定积分(Definite Integral)是一种积分形式,它可以用来求解一部分定义域上函数的积分。
它的定义域一般以闭区间[a,b]表示,其中a和b都是定义域内的定点,也就是说,它是定义在 [a,b] 上的函数f(x)的积分。
定积分的计算公式是:
∫a b f (x)dx=F(b)-F(a)
其中F(x)是以f(x)为基础的任何可求得的积分函数,a和b分别是定义域的两个端点。
定积分可以用来计算函数在某一定义域上的积分,也可以用来求解函数在某一定义域上的导数。
举例来说,令f(x)=2x,定义域为[1,2],则定积分计算公式就可以写为:
∫1 2 2x dx=F(2)-F(1)=F(2)-5
于是得出定积分值:
∫1 2 2x dx=F(2)-5=7
定积分也可以用来求解函数的导数,例如,令f(x)=2x,定义域为[1,2],则定积分的偏导数可以写为:
∫1 2 d/dx(2x)dx=F'(2)-F'(1)=f(2)-f(1)=4-2=2
同样也可以得出偏导数:
d/dx(2x)=2
因此,定积分可以用来计算函数在某一定义域上的积分,也可以
用来求解函数在某一定义域上的导数。
定积分的计算公式例题讲解
定积分的计算公式例题讲解在微积分中,定积分是一个重要的概念,它可以用来计算曲线下面积、求解体积和质量等问题。
定积分的计算公式是一种基本的工具,掌握这些公式可以帮助我们更好地理解和应用微积分知识。
本文将通过例题讲解的方式,详细介绍定积分的计算公式及其应用。
首先,我们来回顾一下定积分的定义。
对于一个函数f(x),在区间[a, b]上的定积分表示为:∫[a, b] f(x) dx。
其中,f(x)是被积函数,dx表示自变量x的微元。
定积分的计算公式可以帮助我们求解这个积分,从而得到曲线在区间[a, b]上的面积。
下面,我们通过几个例题来讲解定积分的计算公式。
例题1,计算定积分∫[0, 2] x^2 dx。
解:根据定积分的计算公式,我们可以将被积函数展开成一个无穷小区间上的和:∫[0, 2] x^2 dx = lim(n→∞) Σ(i=1→n) f(xi)Δx。
其中,Δx = (b-a)/n,xi是区间[a, b]上的任意一点,f(xi)是函数在xi处的取值。
在这个例题中,我们可以将区间[0, 2]等分成n个小区间,每个小区间的长度为Δx。
然后,在每个小区间上取一个点xi,计算出f(xi)的值,最后将这些值相加并取极限即可得到定积分的值。
具体来说,我们可以取n=4,将区间[0, 2]等分成4个小区间,每个小区间的长度为Δx=2/4=0.5。
然后,在每个小区间上取一个点xi,分别计算出f(xi)的值:x1 = 0.25, f(x1) = (0.25)^2 = 0.0625。
x2 = 0.75, f(x2) = (0.75)^2 = 0.5625。
x3 = 1.25, f(x3) = (1.25)^2 = 1.5625。
x4 = 1.75, f(x4) = (1.75)^2 = 3.0625。
将这些值相加并乘以Δx,得到定积分的近似值:Σ(i=1→4) f(xi)Δx = 0.06250.5 + 0.56250.5 + 1.56250.5 + 3.06250.5 = 2.25。
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例 3 设 f ( x)在[0,1]上连续,且 f ( x) 1.证明
2x
x
0
f
(t )dt
1在[0,1]上只有一个解.
证
令
x
F (x)2x0f(t)d t1 ,
f(x)1, F ( x ) 2 f( x ) 0 ,
F ( x)在[0,1]上为单调增加函数. F (0 ) 10 ,
lim
x0
cosx
x2
sinxeco2sx
lim
x0
2x
1. 2e
Yunnan University
§4. 定积分的计算
例 2 设 f ( x)在(,)内连续,且 f ( x) 0.
x
证明函数F ( x)
0 tf
x
(t )dt
在(0,)内为单调增
0 f (t)dt
证:
0 b (x )
F (x ) f( t) dt
a (x ) 0
b(x)
f(t)dt
a(x)
f(t)d,t
0
0
F ( x ) f b ( x ) b ( x ) f a ( x ) a ( x )
Yunnan University
§4. 定积分的计算
例1
1 e t 2 dt
求 lim x0
cos x
x2
.
分析:这是 0 0
型不定式,应用洛必达法则.
解 d 1 et2dt d coxset2d,t
dx cosx
dx1
eco2x s(cox)s six neco2x s,
1 et2dt
原式 2
acots
dt
0 asitn a2(1si2nt)
2 0
cots dt sintcots
1
2
20
1sciotn t scsiottnsdt
1 2 21 2ln sitn cots0 2
4
.
Yunnan University
2
2 co5sxsinxdx 0
0t5dt 1
t6 1
6
1. 6
0
Yunnan University
§4. 定积分的计算
例10 计算 a
1 d.x(a0)
0 xa2x2
解 令 xasitn , d xaco tds , t
xa t , x0t0,
2
F(1)101f(t)dt01[1f(t)d] t 0,
所以F ( x) 0即原方程在[0,1]上只有一个解.
Yunnan University
§4. 定积分的计算
基本公式 如果F ( x)是连续函数 f ( x)在区间
[a, b]上的一个原函数,则
b
a
f
(
x)dx
F
(b)
§4. 定积分的计算
补充 如果 f (t)连续,a( x)、b( x)可导,则
F ( x) b( x) f (t )dt 的导数F( x)为 a( x)
F(x) d b(x) dx a(x)
f(t)dt
fb (x )b (x ) fa (x )a (x )
f
( x)dx中令 x
t ,
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§4. 定积分的计算
0
a
f(x)dxa0f(t)dt0a
f
(t)dt,
① f ( x)为偶函数,则 f(t)f(t),
a
0
a
af(x )d x af(x )d x 0f(x )dx
a
20 f(t)d;t
加函数.
证
dx
dx0
tf
(t)dtxf(x),
dx
dx0
f
(t)dtf(x),
x
x
F(x)x(fx)0
f(t)d tf(x)0tf(t)dt 0xf(t)d2 t
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§4. 定积分的计算
x
F(x)f(x)0x(xt)f2(t)dt,
0 f(t)dt
f( x ) 0 ,( x 0 )
x
0
f(t)dt0,
(x t)f(t) 0 , 0x(xt)f(t)d t0,
F (x ) 0(x 0 ).
故F ( x)在(0,)内为单调增加函数.
Yunnan University
§4. 定积分的计算
§4. 定积分的计算
例11 当 f ( x)在[a, a]上连续,且有
① f ( x)为偶函数,则
a a
f
( x)dx
2 a 0
f
( x)dx ;
②
f
( x)为奇函数,则
a a
f
( x)dx
0.
证
a
0
a
f(x )d xf(x )d xf(x )d,x
a
a
0
在 0 a
x
b a
基本公式表明
一个连续函数在区间[a, b]上的定积分等于它
的任意一个原函数在区间[a, b]上的增量.
求定积分问题转化为求原函数的问题.
牛顿-莱布尼茨公式沟通了微分学与积分学 之间的关系.
注意
当a
b
时,
b
a
f
(
x)dx
F
(b)
F
(a)仍成立.
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§4. 定积分的计算
F (x)a xf(t)d tC ,
x
af(t)d tF (x )F (a ), 令 xba bf(x )d x F (b )F (a ).
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§4. 定积分的计算
牛顿—莱布尼茨公式
a bf(x)d x F (b )F (a)
F
证 (x x)a x xf(t)dyt
( x x ) ( x )
(x)
x x
x
a
f(t)d t f(t)dt a
oa
x xxb x
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§4. 定积分的计算
a xf( t) d t x x xf( t) d a txf( t) dt
x | 1 l1 n l2 n l2 . n 2
例 8 计算曲线 y sin x在[0, ]上与 x轴所围
成的平面图形的面积.
解
面积
A
sinxdx
0
y
cos x 2. o 0
x
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§4. 定积分的计算
二 定积分的换元公式 定理 假设
xx
y
f(t)dt, x
由积分中值定理得
(x)
f()x, 在 x与 x o x之 a间 . x xxb x
f (), lim lim f()
x
x 0x x 0
x 0, x (x )f(x ).
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f[ (t) ] (t) d t( ) ( ),
Yunnan University
§4. 定积分的计算
( ) a、 ( ) b,
() () F [() ]F [( )]
F (b)F (a),
abf(x)dxF(b)F(a) () ()
F
(a).
证 已知F ( x)是 f ( x)的一个原函数,
又
( x)
x
a
f (t)dt也是
f ( x)的一个原函数,
F (x ) (x ) C x[a,b]
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§4. 定积分的计算
令 xa F ( a ) ( a ) C ,
(a)a af(t)d t0 F (a)C ,
(1) f ( x)在[a, b]上连续;
(2)函数 x (t)在[ , ]上是单值的且有连续
导数;
(3)当t 在区间[ , ]上变化时,x (t)的值在
[a,b]上变化,且 ( ) a、 ( ) b,
则有
b
a
f ( x)dx
f [ (t)] (t)dt .
1
dx1
xcoxs 1 1x2
dx
偶函数
奇函数
1
40
1
x2 1x2
dx401
x21(1(11x2x)2)dx
40 1(11x2)dx 4401 1x2dx
单位圆的面积
4.
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§4. 定积分的计算
例 13 若 f ( x) 在 [0,1] 上 连 续 , 证 明
§4. 定积分的计算
一 定积分计算的基本公式
设函数 f ( x)在区间[a, b]上连续,并且设 x为
[a, b]上的一点,考察定积分
x
a
f
(x)dxax
f (t)dt
如果上限 x在区间[a, b]上任意变动,则对
于每一个取定的 x值,定积分有一个对应值,所
以它在[a, b]上定义了一个函数,
② f ( x)为奇函数,则 f( t)f(t),
a af(x )d x 0 af(x )d x 0 af(x )d0x .