高等数学:第一讲 不定积分的概念和性质
《高等数学(上)》不定积分(全)
23
第二讲 第一换元积分法
例3
求不定积分 cos3 xsin5 xdx.
解
cos3 xsin5 xdx cos2 xsin5 xdsin x
(1 sin2 x)sin5 xd sin x
sin5 xdsin x sin7 xdsin x
1 sin6 x 1 sin8 x C.
接积分法和第一换元法计算的题目.
31
第二讲 第二换元积分法
例 1 求 a2 x2 dx (a 0).
解
令x a sin t( π t π),则dx a costdt,于是有 22
a2 x2 dx a cost a costdt a2 cos2 tdt a2 1 cos 2tdt 2
类似可得
x2
1
a2
dx
1 2a
ln
|
a a
x x
|
C.
20
第二讲 第一换元积分法
例2
求 csc xdx.
解法一
csc
xdx
sin
x
dx
sin
x
sin
xdx
cos
d x
cos
x
利用例结论,得
原式 ln cos x cos x
C ln
( cos x) cos x
C
ln cos x C ln | csc x cot x | C sin x
1
3.
1dx x
ln
|
x
|
C;
6. sin xdx cos x C;
12
五、基本积分公式
7. cos xdx sin x C;
11. cot x csc xdx csc x C;
大一高数不定积分知识点
大一高数不定积分知识点大一高数课程对于学生来说可能是一门有些困难的课程。
其中,不定积分是高数中的一个重要知识点。
不定积分的概念、性质、计算方法等,都是我们在学习数学的过程中必须要掌握的内容。
接下来,我将就大一高数不定积分的一些知识点进行阐述。
一、不定积分的概念和基本性质不定积分是确定函数的原函数的问题,也称为反导数。
对于函数f(x),它的原函数可以表示为F(x)+C,其中F(x)是f(x)的原函数,C是常数。
不定积分的符号记作∫f(x)dx。
在计算不定积分时,我们可以利用基本性质来简化计算过程。
基本性质包括线性性、换元法、分部积分法和简单函数的积分法则等。
其中,线性性指的是∫(af(x)+bg(x))dx = a∫f(x)dx + b∫g(x)dx,其中a、b为常数;换元法是利用替换变量的方法,将原式进行简化;分部积分法是处理乘积形式的函数积分时常用的方法;简单函数的积分法则是常见的一些函数的积分形式,如幂函数、指数函数、三角函数等。
掌握这些基本性质可以帮助我们更好地计算不定积分。
二、基本常用函数的不定积分在大一高数中,我们需要掌握一些基本的函数的不定积分形式。
这些函数包括常数函数、幂函数、指数函数、对数函数、三角函数等。
常数函数的不定积分很简单,就是常数乘以自变量,即∫kdx =kx + C,其中k为常数。
幂函数的不定积分也是比较简单的,例如∫x^n dx =(x^(n+1))/(n+1) + C,其中n为实数,n不等于-1。
指数函数的不定积分形式也是常见的,例如∫e^x dx = e^x + C。
对数函数的不定积分形式则是∫1/x dx = ln|x| + C,其中ln为自然对数。
三、含有三角函数的不定积分三角函数在不定积分中也是常见的。
对于一些基本的三角函数,我们需要记住它们的不定积分形式。
例如∫sinx dx = -cosx + C,∫cosx dx = sinx + C,∫sec^2x dx = tanx + C,等等。
高等数学第一节 不定积分概念与性质
y = x3 + 1.
例 9 设一质点以速度 v 2cos t 作直线运动, 开始时,质点的位移为 s0,求质点的运动规律.
解 质点的运动规律是指位移 s 是时间 t 的函 数 s = s(t), 按题意有
vds2cot或 s ds2cotdts, dt
得
s 2cotsdt 2sitn C.
f 1 (x ) d x f2 (x ) d x fn (x )d x .
性质 1 称为分项积分.
性质 2 被积函数中的不为零的常数因子可以 提到积分号外, 即
k(fx)dxkf(x)dx,(k 为不等于零的常数)
证 类似性质 1 的证法, 有
k f(x)dx k f(x)dxkf(x).
由条件 s|t=0 = s0,代入上式中,得 C = s0,于是质点 运动规律为
s = 2sin t + s0 .
six n dxcox sC;
(3)因(为 arc x)ta 1 1 n x2或(arccox)t11x2,
所以得
d xarc x tC a n ar cc o x tC ; 1x2
(4)因(为 ex)ex, 所以得
exdxexC.
例2
求不定积分
(1)积分曲线族中任意一条曲线, 可由其中某一 条(例如,曲线 y = F(x) ) 沿 y 轴平行移动|C|单位而 得到. 当 C > 0 时,向上移动;当 C < 0 时,向下移动;
(2)由于 [F (x) + C] = F (x) = f (x), 即横坐标 相同点 x 处,每条积分曲线上相应点的切线斜率相 等,都等于 f (x),从而使相应点的切线相互平行(如 图).
高中数学知识点归纳不定积分基础知识
高中数学知识点归纳不定积分基础知识高中数学知识点归纳:不定积分基础知识在高中数学学科中,不定积分是一个重要的概念和工具。
它与定积分密切相关,并且在微积分学中具有广泛的应用。
本文将归纳和总结高中数学中关于不定积分的基础知识点,帮助学生们更好地理解和掌握这一概念。
一、不定积分的定义和性质不定积分是定积分的逆运算,它可以表示为∫f(x)dx = F(x) + C,其中f(x)为被积函数,F(x)为f(x)的一个原函数,C为常数。
不定积分具有以下性质:1. 线性性质:对于任意常数a、b和函数f(x),有∫(af(x) + bg(x))dx = a∫f(x)dx + b∫g(x)dx。
2. 累次积分法:如果F(x)是f(x)的一个原函数,则对于任意常数C,有∫f(x)dx = F(x) + C。
3. 整体常数原则:不定积分无法确定具体的数值,只能确定一个函数族,因此在不定积分结果上需要添加一个常数C。
二、基本不定积分公式在高中数学中,有一些基本的不定积分公式经常被使用,它们是计算不定积分的重要工具。
下面列举几个常见的基本不定积分公式:1. ∫x^n d x = (x^(n+1))/(n+1) + C,其中n不等于-1。
2. ∫cosx dx = sinx + C。
3. ∫sinx dx = -cosx + C。
4. ∫1/x dx = ln|x| + C,其中x不等于0。
5. ∫e^x dx = e^x + C。
三、换元积分法换元积分法是不定积分中常用的一种方法,通过变量代换来求解较复杂的积分。
其基本思想是将被积函数中的自变量用一个新的变量来表示,从而简化积分过程。
换元积分法的步骤如下:1. 选取适当的换元变量,通常选择与被积函数中的某部分形式相同或相似的变量。
2. 计算出新的微元,并将原来的被积函数用新的变量表示。
3. 计算新的不定积分。
4. 将新的变量换回原来的自变量,得到最终的不定积分结果。
四、分部积分法分部积分法是求解一类积分的常用方法,它通过将不定积分转化为一个乘积的形式,从而简化求解过程。
第一节 不定积分的概念与性质
第一节 不定积分的概念与性质一.原函数与不定积分的概念1.原函数的概念引例 设x x f cos )(=',求)(x f . 解 因为x x cos )(sin =',所以c x x f +=sin )(.此时称x sin 为x cos 的一个原函数.定义 如果在区间I 上,可导函数)(x F 的导函数为)(x f ,即I x ∈∀,有 )()(x f x F =' (或dx x f x dF )()(=)则称)(x F 为)(x f (或))(dx x f 在区间I 上的一个原函数.如x arctan 是211x +的原函数;211x +是)1ln(2x x ++的原函数.什么样的函数具有原函数呢?有定理(原函数存在定理) 连续函数必有原函数.即如果函数)(x f 在区间I 上连续,则在区间I 上存在可导函数)(x F ,使得对I x ∈∀,有 )()(x f x F ='即)(x F 为)(x f 在区间I 上的一个原函数.其证明见289P . 注意 (1)由原函数的定义可知:如果)(x F 为)(x f 在区间I 上的原函数,则C x F +)(也是)(x f 的原函数,即)(x f 若有原函数,则)(x f 有无限多个原函数.(2)设)(x F 和)(x Φ都是)(x f 在区间I 上的原函数,则)(x F =C x +Φ)(.事实上 0)()()()(])()([=-=Φ'-'='Φ-x f x f x x F x x F所以)(x F C x =Φ-)(,即)(x F =C x +Φ)(.2.不定积分的概念 定义 在区间I 上, )(x f 的原函数的全体,称为)(x f (或))(dx x f 在区间I 上的不定积分,记作⎰dx x f )(.其中:‘⎰’——积分符号; )(x f ——被积函数;dx x f )(—被积表达式;x ——积分变量.显然,如果)(x F 是)(x f 的一个原函数,则 ⎰dx x f )(C x F +=)(.因此,求)(x f 的不定积分归结于求)(x f 的一个原函数)(x F .如x arctan 是211x +的一个原函数,所以 ⎰+=+C x dx x arctan 112. 又如211x +是)1ln(2x x ++的一个原函数,则=+⎰dx x 211C x x +++)1ln(2.例1 求⎰dx x 1.解 当),0(+∞∈x 时,x x 1)(ln =',所以C x dx x +=⎰ln 1. 当)0,(-∞∈x 时, x x 1])[ln(='-,所以C x dx x +-=⎰)ln(1. 综上,有 C x dx x +=⎰ln 1.例2 设,2cos )(sin x x f ='求)(x f .解 ,c o s 21)(s i n 2x x f -='故221)(t t f -='.因为 2321)32(t t t -='- 所以332t t -是221t -的一个原函数,故 ⎰+-=-C t t dt t 3232)21( 即)(x f =C x x +-332. 例3 设曲线过点)2,1(,且其上任一点处的切线斜率等于这点横坐标的两倍,求此曲线的方程.解 设曲线方程为)(x f y =,则x dxdy 2=. 所以C x y +=2.又2|1==x y ,所以C +=12,从而1=C .故所求曲线方程为12+=x y .3.不定积分与微分的关系(1)⎰=dx x f dx x f d )()( 或⎰=')(])([x f dx x f ; (2)⎰+=C x F x dF )()( 或⎰+='C x F dx x F )()(. 即先积后微,形式不变;先微后积,添个常数.二.基本积分表1.⎰+=C kx kdx (k 是常数);2.⎰++=+C x dx x 111μμμ (1-≠μ); 3. C x dx x +=⎰ln 1; 4. ⎰+=+C x dx x arctan 112; 5.⎰+=-C x dx x arcsin 112; 6.⎰+=C x xdx sin cos ;7.⎰+=C x xdx cos sin ; 8.⎰⎰+==C x xdx dx x tan sec cos 122; 9.⎰⎰+-==C x xdx dx x cot csc sin 122;10.⎰+=C x xdx x sec tan sec ;11.⎰+-=C x xdx x csc cot csc ; 12.⎰+=C e dx e x x ; 13.⎰+=C a a dx a x x ln ; 14.⎰+=C chx shxdx ;15.⎰+=C shx chxdx .例4 ⎰⎰+==C x dx x dx x x 2725272.三.不定积分的性质性质1 ⎰⎰⎰+=+dx x g dx x f dx x g x f )()()]()([. 性质2 ⎰⎰=dx x f k dx x kf )()( (k 是常数).例5 求dx xx ⎰-23)1(. 解 原式⎰⎰⎰⎰⎰-+-=-+-=dx xdx x dx xdx dx x x x 221133)133( C xx x x +++-=1ln 3322. 例6 ⎰⎰++=+==C e C e e dx e dx e xx x x x x 12ln 2)2ln()2()2(2. 例7 ⎰⎰⎰++=+++=+++dx x x dx x x x x dx x x x x )111()1()1()1(122222 ⎰⎰++=++=C x x dx x dx x arctan ln 1112. 例8 ⎰⎰⎰++-=++-=+dx xx dx x x dx x x )111(11)1(1222424 C x x x ++-=arctan 313.例9 ⎰⎰+-=-=C x x dx x xdx tan )1(sec tan 22.例10 ⎰⎰⎰+-=-=-=C x x dx x dx x dx x )sin (21)cos 1(212cos 12sin2. 例11 ⎰⎰⎰+-====C x xdx dx x dx x x cot 4csc 4sin 142cos 2sin 12222.例12 ⎰⎰⎰+=+=dx x x dx x x x x dx x x )sec (csc sin cos sin cos sin cos 122222222C x x +-=cot tan .。
同济大学(高等数学)_第四章_不定积分
第四章 不定积分前面讨论了一元函数微分学,从本章开始我们将讨论高等数学中的第二个核心内容:一元函数积分学.本章主要介绍不定积分的概念与性质以及基本的积分方法.第1节 不定积分的概念与性质1.1 不定积分的概念在微分学中,我们讨论了求一个已知函数的导数(或微分)的问题,例如,变速直线运动中已知位移函数为()s s t =,则质点在时刻t 的瞬时速度表示为()v s t '=.实际上,在运动学中常常遇到相反的问题,即已知变速直线运动的质点在时刻t 的瞬时速度()v v t =,求出质点的位移函数()s s t =.即已知函数的导数,求原来的函数.这种问题在自然科学和工程技术问题中普遍存在.为了便于研究,我们引入以下概念.1。
1。
1原函数定义1 如果在区间I 上,可导函数()F x 的导函数为()f x ,即对任一x I ∈,都有()()F x f x '= 或 d ()()d F x f x x =, 那么函数()F x 就称为()f x 在区间I 上的原函数.例如,在变速直线运动中,()()s t v t '=,所以位移函数()s t 是速度函数()v t 的原函数; 再如,(sin )'cos x x =,所以sin x 是cos x 在(,)-∞+∞上的一个原函数.1(ln )'(0),x x x=>所以ln x 是1x在(0,)+∞的一个原函数. 一个函数具备什么样的条件,就一定存在原函数呢?这里我们给出一个充分条件.定理1 如果函数()f x 在区间I 上连续,那么在区间I 上一定存在可导函数()F x ,使对任一∈x I 都有()()'=F x f x .简言之,连续函数一定有原函数.由于初等函数在其定义区间上都是连续函数,所以初等函数在其定义区间上都有原函数.定理1的证明,将在后面章节给出。
关于原函数,不难得到下面的结论:若()()'=F x f x ,则对于任意常数C ,()+F x C 都是()f x 的原函数.也就是说,一个函数如果存在原函数,则有无穷多个.假设()F x 和()φx 都是()f x 的原函数,则[()()]0'-≡F x x φ,必有()()φ-F x x =C ,即一个函数的任意两个原函数之间相差一个常数.因此我们有如下的定理:定理2 若()F x 和()φx 都是()f x 的原函数,则()()-=F x x C φ(C 为任意常数). 若()()'=F x f x ,则()+F x C (C 为任意常数)表示()f x 的所有原函数.我们称集合{}()|F x C C +-∞<<+∞为()f x 的原函数族.由此,我们引入下面的定义.1。
不定积分及其应用
不定积分及其应用不定积分的概念及其应用一、不定积分的定义和性质不定积分是微积分学中的一个重要概念,它涉及到函数的不定积分运算,即求出原函数的过程。
不定积分的结果通常是一个函数族,这些函数的线性组合可以得到被积函数。
定义:设函数f(x)的导函数为f'(x),若存在一个可导函数F(x),使得F'(x)=f(x),则称F(x)为f(x)的原函数。
f(x)的不定积分定义为:∫f(x)dx=F(x)+C,其中C为任意常数。
性质:不定积分具有如下性质:1.积分常数C的任意性:不定积分的结果中总存在一个任意常数C,它可以任意取值。
2.积分结果的不唯一性:对于同一个函数f(x),其不定积分的结果可能不唯一,但它们的差值总是等于一个常数。
3.线性性质:若∫f(x)dx=F(x)+C,则对于常数k,有∫kf(x)dx=kF(x)+C。
二、不定积分的计算方法不定积分的计算方法有多种,以下是几种常用的方法:1.凑微分法:通过将函数进行适当的变形,使其成为一个函数的微分的形式,从而利用求导法则计算不定积分。
2.换元法:通过引入新的变量,将函数进行适当的变形,使原函数的不定积分可以更容易地求解。
3.分部积分法:通过将两个函数进行乘积运算,然后将得到的函数进行求导,得到原函数的不定积分。
4.表格法:通过查阅积分表来得到某些函数的不定积分结果。
三、不定积分的几何意义不定积分在几何上具有以下意义:1.曲线下的面积:不定积分可以表示曲线下的面积,即对于一个非负函数f(x),其不定积分∫f(x)dx在几何上表示曲线与x轴之间的面积。
2.函数的平均值:不定积分可以表示函数的平均值,即对于一个函数f(x),其不定积分∫f(x)dx在几何上表示函数在区间[a, b]内的平均值。
四、不定积分的应用不定积分在许多领域都有广泛的应用,以下是几个方面的应用:1.物理应用:不定积分可以用于求解物理问题中的速度、加速度、功等物理量。
例如,通过不定积分可以求解匀速直线运动的速度和位移之间的关系。
不定积分的基本概念与性质
不定积分的基本概念与性质不定积分是微积分中的重要概念之一,它具有广泛的应用领域。
本文将介绍不定积分的基本概念与性质,帮助读者更好地理解和应用不定积分。
一、不定积分的基本概念不定积分,也称为算术积分,是微积分的基本概念之一。
它是函数求导的逆运算。
给定一个函数f(x),如果存在函数F(x),使得F'(x) = f(x),那么F(x)就是f(x)的一个不定积分,记作∫f(x)dx。
二、不定积分的性质1. 线性性质:若f(x)和g(x)的不定积分都存在,那么它们的线性组合af(x) + bg(x)的不定积分也存在,并且是af(x)和bg(x)的不定积分的线性组合。
2. 积分的换元法:不定积分具有换元法。
即通过变量代换,将一个复杂的函数替换为另一个变量,使得不定积分的求解变得简单。
3. 积分的分部积分法:不定积分具有分部积分法。
通过对积分式中的一部分进行求导,另一部分进行不定积分,从而将一个复杂的积分式转化为一个简单的积分式。
4. 基本积分公式:不定积分的基本公式是通过观察求导与不定积分的关系得到的。
常见的基本不定积分公式包括幂函数的积分、指数函数的积分、三角函数的积分等。
5. 牛顿-莱布尼茨公式:牛顿-莱布尼茨公式是不定积分与定积分之间的重要联系。
根据该公式,若F(x)是f(x)的一个不定积分,那么定积分∫[a,b]f(x)dx = F(b) - F(a)。
三、不定积分的应用不定积分在多个学科领域有广泛的应用,以下介绍其中的几个方面。
1. 几何应用:不定积分可用于计算曲线的弧长、曲线与坐标轴所围成的面积以及曲线的质心等。
2. 物理应用:不定积分可用于物理学中的速度、加速度以及质量等的求解。
例如,通过计算速度函数的不定积分即可求得位移函数。
3. 统计学应用:不定积分可用于统计学中概率密度函数的求解,从而计算随机变量落在某个区间内的概率。
4. 经济学应用:不定积分在经济学中有着广泛的应用,特别是在计算边际效用、生产函数以及准线性需求曲线等方面。
不定积分的概念与基本性质
不定积分的概念与基本性质在微积分中,积分是一个重要的概念和工具。
它可以看作是微分的逆运算,用于求解函数的原函数。
在不定积分中,我们将讨论不定积分的概念以及其一些基本性质。
一、不定积分的概念不定积分,又称为反导数,表示对一个函数进行积分得到的结果。
设函数f(x)在区间[a,b]上连续,则f(x)在[a,b]上的不定积分可以表示为∫f(x)dx。
二、基本性质1. 线性性质:对于任意常数C,以及可积函数f(x)和g(x),有以下公式:(1)∫[f(x)+g(x)]dx = ∫f(x)dx + ∫g(x)dx(2)∫k·f(x)dx = k·∫f(x)dx这意味着我们可以将一个复杂的函数拆分成多个简单函数的和或差的形式进行积分计算。
2. 保号性质:若在[a,b]上,有f(x)≥0,则∫f(x)dx≥0。
这个性质告诉我们,如果函数在某个区间上始终保持非负,则其在该区间上的积分也将非负。
3. 常数项性质:若函数f(x)在[a,b]上可积,且F(x)是f(x)的一个原函数,则对于任意常数C,有∫f(x)dx=F(x)+C。
这个性质表明,不定积分的结果存在无穷多个,只相差一个常数项。
4. 换元法则:设函数f(u)在区间[a,b]上可积,且u=g(x)是可导函数,且导函数g'(x)连续,则有以下公式:∫f(g(x))g'(x)dx = F(g(x)) + C其中,F(u)是f(u)的一个原函数。
换元法则为我们提供了一种通过变量代换简化计算的方法。
5. 分部积分:若函数u(x)和v(x)在区间[a,b]上可导,且连续,则有以下公式:∫u(x)v'(x)dx = u(x)v(x) - ∫v(x)u'(x)dx这个公式将一个积分变为了另一个积分和一个乘积的形式,通常用于解决无法直接积分的情况。
三、结论通过本文的论述,我们了解了不定积分的概念和基本性质。
不定积分是对函数进行积分的逆运算,可以求解函数的原函数。
不定积分的定义和性质
当 C时,0 向下移动。
y f (x)
( 每2条)积由分于曲[线F(上x)相 C应o]'点 的F '切(x)线斜f (率x)相,等即x,横都坐等标于相同点,f x(从x处)而,
使相应点的切线平行。
例9:设曲线通过点(1,2),且其上任一点处的切线斜率 等于这点横坐标的两倍,求此曲线方程.
1 1 x2
1 x
dx
1 1 x2
dx
1dx x
arctan x ln x C.
例7
求积分
1 x2 (1
2x2 x2
dx. )
解
1 2x2
x
2
(1
x
2
dx )
1 x2 x2 x2 (1 x2 ) dx
1 x2
dx
1
1 x2
dx
1 arctan x C. x
例8 求积分 1说c1o明s 2:x以要dx上进. 几行例恒中等的变被形积,函才数能都使需用
解
1 dx 1 cos 2x
1基2本co1积s2分x 表1.dx
11
1
2 cos2 x dx
tan x C. 2
四、不定积分的几何意义
x
x
dx x
ln( x)
C,
dx x
ln
|
x
|
C.
(4)
1
1 x2
dx
arctan
x
2021考研高等数学重点公式详解-不定积分
。)£机)由)= f(x)或 d(J f(x)dx)= f(x灿
J J <3> !’(x)由= f(x)+C或 df(x) = f(x)+C.
二、不定积分的计算
1.基本初等函数的积分表
Jkdx (1)
=如C (k 为常数〉
(2)
Jl- xµdx
_µ+l
=二L一 µ+l
+
C
(u. ,1; 一1) .
(3) J子= lnlxl+C.
2021考研高等数学必备公式
不定积分
一、不定积分的概念及性质 1.原函数定义
如果对'vxe/,都有F’(x)= J(x) 或 dF(x)= f(x)席,贝Jj称 F(x) 为 f(x) 在区间I
上的原函数. 2.原函数存在定理
如果函数 J(x) 在区间I上连续,则 f(x) 在区间I上一定有原函数.
即 F(x)-G(x)=C < C为常数〉.
3.不定积分定义
在区间I上, f(x) 的带有任意常数项的原函数,称为 J(x) 在区间I上的不定积分,记
J为 /(x)衔,其中x称为积分变量, f (1) [af(x)士旷(x)]命=aJ f(x)此土 bJ g(x)衔
+x2
,x
=
a
tant,t
e
(-!:.,�) 22
τZ (3) J;i 言,x=asec
2.倒数换元 x=!
3.根式代换‘v出 cx+a =t
4.分部积分法
- J uv'dx :::: J udv = uv J v由 ::: uv-J v耐,
主要用于两类不同函数相乘, 常见的分部积分形式E
高等数学5.1 第一节 不定积分的概念与性质
(2)
(1)x d x 1 (1)x C 1 (1)x C
2
ln 1 2
ln 2 2
2
(3) ex dx ex C.
三、不定积分的性质
性质1 被积函数中不为零的常数因子可以移到积分 号的前面.
kf (x)dx k f (x)dx (k是常数,k 0).
3
3x 2cos x C.
ln 3
例8 求 x (x1)2dx.
解
x
(x1)2
5
x2
2
3
x2
1
x2 ,
x
(
x
1)
2dx
(
x
5 2
2
x
3 2
x
1 2
)dx
5
3
1
x 2dx 2 x 2dx x 2dx
2 7
7
x2
4 5
5
x2
2 3
3
x2
3x
C.
注 逐项积分后,每个积分结果中均含有一个任意 常数.由于任意常数之和仍是任意常数,因此只 要写出一个任意常数即可
例7 求 (3x 2sin x)dx
解 (3x 2sin x)dx 3xdx 2sin xdx 3x 2 (cos x) C
ln 3
C 1 ,
y
xdx
1 2
x2
C
因此所求曲线的方程为 x2
y 1 2
4 不定积分与微分的关系
不定积分的概念和性质
二、基本积分表 (1) kdx kx C (k 是常数),
1 1dx ln ln||x x|| C C ,, (3) (3) dx x x x x a a x x a dx dx C C ,, (5) (5) a ln a a ln
(7) sin xdx cos x C ,
1 , 因为 ( x ) 所以 2 x
. x 是 1 的一个原函数 . 2 x
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提问: (1)什么条件下,一个函数的原函数存在? (2)如果 f (x) 有原函数,一共有多少个? 几点说明: 1°原函数存在定理:连续函数一定有原函数. 2°若F'(x) = f (x),则对任意常数C, F(x)+C 都是 f (x)的原函数. 如 (sin x)cos x , 则 (sin x+C)cos x . 所以原函数的个数有无穷多个且 任意两个原函数之间 相差一个常数! 证明:(G(x) - F(x)) ′= G' (x) -F '(x) = f (x) - f (x) = 0 所 以 G(x) - F(x) = C ( C为常数)
求不定积分
1 1 cos 2 xdx
1 1 dx dx 2 1 cos 2 x 1 2 cos x 1
1 1 1 dx tan x c 2 2 cos x 2
注:以上几例被积函数都需进行恒等变形才能使 用基本积分表计算.
可用基本积分表计算, 或经适当恒等变形后用基 本积分表计算的方法
1 1 xx 1 1 ,( , 1) CC 1 1
(10) e x dx e x C ,
(11)
不定积分讲义(概念)
B. F x C
C. Fx 1 C
D. F x C
()
二、不定积分的性质
1.不定积分的性质
性质 1 设函数 f x 及 gx 的原函数存在,则
f x gxdx f xdx gxdx .
该性质表明,两个函数的和或差的不定积分等于这两个函数的不定积分的和或差.本性 质对有限多个函数的和也是成立的.
C. sin x C
()
D. cos x C
2.函数 f x ex ex 的一个原函数是 A. F x ex ex C. F x ex ex
B. F x ex ex D. F x ex ex
()
3.已知 F x是 f x 的一个原函数,则不定积分 f x 1dx =
A. F x 1 C
第四章 一元函数积分学及其应用
第一节 不定积分的概念及性质
一、不定积分的概念
1.原函数
定义 1 设函数 f x 是定义在区间 I 上的连续函数,如果存在可导函数 F x ,在区间
I 上对任意的 x 都有
F 'x f x 或 dFx f xdx , 则称函数 Fx 为 f x 在区间 I 上的原函数.
A. df x f x C. f xdx f x
()
B. f xdx f x D. d f xdx f x
5.若 F x f x ,则 dF x
;
三、基本积分公式 ★★★★★
由于求不定积分是求导数的逆运算,所以由导数公式可以得出下列基本积分公式.
(1) kdx kx C ;( k 是常数)
(14) 1 dx arcsin x C ;
1 x2
(15) 1 dx arccos x C ;
1 x2
不定积分知识点总结
不定积分知识点总结不定积分是高等数学中的重要内容,是定积分的逆运算,也称为反导数。
它在微积分中有着广泛的应用。
下面是不定积分的知识点总结。
一、不定积分的定义和性质:1. 不定积分的定义:设函数F(x)在区间[a,b]上有原函数f(x),如果F'(x)=f(x),则称F(x)是f(x)的一个原函数,记为F(x)=∫f(x)dx。
其中F(x)是不定积分号∫的上界,f(x)是被积函数,dx是自变量。
2.基本性质:(1)线性性质:∫[af(x)+bg(x)]dx = a∫f(x)dx + b∫g(x)dx。
其中a、b为常数。
(2)和差性质:∫[f(x)±g(x)]dx = ∫f(x)dx ± ∫g(x)dx。
(3)分部积分公式:∫u(x)v'(x)dx = u(x)v(x) - ∫u'(x)v(x)dx。
将f'(x)视为u'(x),g(x)视为v(x)。
3.不定积分的四则运算:(1)常数定积分:∫kdx = kx + C。
其中,k是常数,C是任意常数。
(2)幂函数的不定积分:∫x^kdx = 1/(k+1) * x^(k+1) + C。
其中,k≠-1(3)指数函数的不定积分:∫e^xdx = e^x + C。
(4)对数函数的不定积分:∫1/xdx = ln,x, + C。
(5)三角函数的不定积分:∫sinxdx = -cosx + C,∫cosxdx = sinx + C。
(6)反三角函数的不定积分:∫1/√(1-x^2)dx = arcsinx + C,∫1/√(1+x^2)dx = arcsinhx + C。
其中,-1≤x≤14. 不定积分的换元法:设F(x)是f(x)的一个原函数,g(x)是可导函数,则∫f(g(x))g'(x)dx = F(g(x)) + C。
其中,F(g(x))是∫f(g(x))dx 的原函数。
二、基本初等函数的不定积分:1. e^x函数的不定积分:∫e^xdx = e^x + C。
高数大一知识点不定积分
高数大一知识点不定积分高数大一知识点:不定积分不定积分是高等数学中的一个重要概念,也是微积分学的基础知识之一。
它是对函数进行求积的过程,与导数的概念相对应。
在大一的高等数学课程中,学生通常会接触到不定积分的概念和基本的求积方法。
本文将介绍不定积分的定义、性质以及常见的求积方法。
一、不定积分的定义不定积分,也称为原函数,是函数的一个重要性质。
如果函数F(x)在区间[a, b]上具有导数f(x),那么在该区间上的任意一点x,F(x)都是f(x)的一个不定积分。
不定积分用符号∫f(x)dx表示,其中f(x)为被积函数,dx表示自变量。
不定积分的结果可以表示为F(x) + C,其中C为常数。
二、不定积分的性质1. 线性性质:对于任意常数a、b,以及可积函数f(x)和g(x),有∫(af(x) + bg(x))dx = a∫f(x)dx + b∫g(x)dx。
2. 基本积分表:大部分常见的函数的不定积分都有对应的基本积分表。
例如,∫xdx = 1/2x^2 + C,∫s in(x)dx = -cos(x) + C,∫e^xdx = e^x + C等。
3. 牛顿-莱布尼兹公式:如果函数F(x)是函数f(x)在[a, b]区间上的一个原函数,那么∫f(x)dx在区间[a, b]上的积分为F(b) - F(a)。
三、常见的求积方法1. 代入法:通过选择适当的变量代换,将被积函数转化为求解简单的不定积分。
例如,∫2x(1 + x^2)^3dx,可以通过代入u = 1 + x^2,将原积分转化为∫2(u)^3du,然后再进行求积。
2. 分部积分法:通过对乘积的导数进行积分,可以将被积函数转化为求解简单的不定积分。
分部积分法的公式为∫u(x)v'(x)dx = u(x)v(x) - ∫v(x)u'(x)dx。
例如,∫x*sin(x)dx,可以选择u = x,dv = sin(x)dx,然后再根据公式进行计算。
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例如: (sin x) cosx, sin x 是 cos x 的一个原函数. (x3) 3x2, x3 是 3x2 的一个原函数. (x3 5) 3x2, x3 5 也是 3x2 的一个原函数.
关于原函数的说明:
(1) 是否任何一个函数都存在原函数? 原函数存在定理:若函数 ƒ(x) 在区间 I上连续, 则 ƒ(x) 在区间 I 上的原函数一定存在. (2) 原函数是否唯一?若不唯. 一, 它们之间有什么联系? 设F(x)是函数 ƒ(x) 在区间 I上的一个原函数, 则对任意常数C , F(x) + C也是函数 ƒ(x)
求积分
(1 x)3dx
x2
原式
1
3x
3x2 x2
x3 dx
(
1 x2
3 x
3
x)dxΒιβλιοθήκη 1 3ln x 3x x2 C
x
2
例3
求积分
1
x2
(1
x
2
dx )
原式
(
x2 x2
1) (1
x2 x2 )
dx
1 x2
dx
1 1 x2 dx
说明:
1 arctan x C x
(2) sin xdx;
(3)
1 x
dx.
(1)因为 (1 x3 ) x2 , 所以 x2dx 1 x3 C.
3
3
(2)因为 ( cos x) sin x, 所以 sin xdx cos x C.
(3)因为 x >0 时,(ln x) 1 ; 又 x <0 时,(ln(x)) 1 1 ;
x
x x
所以
1dx x
ln
x C.
不定积分的性质
(1) kf (x)dx k f (x)dx (k 0)
(2) [ f (x) g(x)]dx f (x)dx g(x)dx
(3)
f (x)dx
f
( x)或d
f
( x)dx
f (x)dx
(先积后微形式不变)
(4) F (x)dx F (x) C或 dF (x) F (x) C (先微后积差一常数)
常见的基本积分公式
(1) kdx kx C;
(3)
1 x
dx
ln
x
C;
(5) axdx ax C;
ln a
(7) sin xdx cos x C.
(2) xdx 1 x1 C ( 1);
1
(4) exdx ex C; (6) cos xdx sin x C;
例2
谢谢
对于被积函数是分式有理函数时, 常常将它拆成分母较简单、易于积分的分式之和.
内容小结
1.原函数与不定积分
f (x)dx F (x) C
2.不定积分的基本公式 3.不定积分的性质
kf (x)dx k f (x)dx (k 0)
[ f (x) g(x)]dx f (x)dx g(x)dx
不定积分的概念 和性质
主要内容
1 原函数与不定积分的定义 2 不定积分的性质 3 基本积分公式
原函数的定义
定义1 设函数 y=f (x) 在某区间 I 上有定义, 如果存在函数 F(x) ,对于该区间
上任一点 x , 使 F(x) f (x) 或 dF(x) f (x)dx ,则称函数 F(x)
的原函数.
不定积分的定义
定义2
如果函数 F (x) 是 f (x) 的一个原函数,则称 f (x)的全体原函数
F(x) C 为 f (x) 的不定积分,记作 f (x)dx ,即
f (x)dx F (x) C
积 被被
积
任
分 积积
分
意
号 函表
变
常
数达
量
数
式
例1 计算下列函数的不定积分
(1) x2dx;