3几类特殊函数的积分法
几种特殊积分的计算方法
几种特殊积分的计算方法特殊积分是指在计算积分时，需要使用特殊方法或技巧才能得到结果的一类积分。
下面将介绍几种常见的特殊积分计算方法。
一、分部积分法分部积分法是一种常用的积分计算方法，适用于计算被积函数是两个函数的乘积的积分。
设有两个函数u(x)和v(x)，则根据分部积分法：∫u(x)v'(x)dx = u(x)v(x) - ∫v(x)u'(x)dx这个公式表明，在被积函数的积分中，选择一个函数进行求导，而选择另一个函数进行积分，这样可以将原函数转化为另一个更容易处理的函数积分。
二、换元积分法换元积分法是一种利用变量的替换来简化积分的计算方法。
考虑函数f(g(x))，其中g(x)是可导的函数，如果存在一个可导函数h(x)，使得f(g(x))g'(x)=h'(x)，那么通过换元x=g(u)可以将原函数转化为更简单的函数积分。
三、三角代换法三角代换法是一种使用三角函数进行代换的积分计算方法。
通过选择合适的三角函数代换，可以将原函数转化为简单的三角函数的积分。
常用的三角代换有正弦代换、余弦代换和正切代换。
四、部分分式分解法部分分式分解法是一种将有理函数拆分为多个简单的函数的积分计算方法。
通过将有理函数进行部分分式展开，可以将复杂的积分转化为多个简单的积分。
五、瑕积分计算方法瑕积分是指在计算积分时，函数在一些点上不满足积分功能的函数积分。
在计算瑕积分时，可以分为主值积分和固定瑕积分两种情况。
主值积分是通过将瑕积分中的瑕值约化为一个主值来求解，固定瑕积分则是根据瑕积分的特定形式进行计算。
六、数值积分当无法使用解析方法计算积分时，可以通过数值积分来近似计算积分的真实值。
数值积分方法包括复化梯形法、复化辛普森法、龙贝格法等。
以上是几种常见的特殊积分计算方法。
在实际应用中，根据具体问题的特点选择合适的积分计算方法可以提高计算的效率和准确性。
特殊类型函数的积分法
特殊类型函数的积分法
特殊类型函数的积分法是数学中计算积分的一种常用方法。
由于它可以求出各种形状的函数的定积分，积分法用于求解各种类型函数的积分有着广泛的应用。
下面我们就来讨论特殊类型函数的积分法。
其中，多项式函数是最常用的特殊类型函数之一，以一元n次多项式函数为例，当n≥0时，函数的积分可以用分好多项式来表示：$\int{{{x}^{n}dx}}={\frac{{{x}^{n+1}}}{{n+1}}}+c$
而另一种特殊类型函数为指数函数，函数的积分可用如下形式表示：$\int{{e}^{kx}dx}={e}^{kx}/k+c$
又如，x的高次幂函数在求积分时，可使用以下形式进行：
$\int{{{x}^{n}dx}}={\frac{{{x}^{n+1}}}{{n+1}}}+c$
另外，对正弦函数和余项函数（cos（x），tg（x））的积分也同
样采用三角函数的基本定理：
$\int{{sinxdx=}-cosx+c}$
$\int{{cosxdx=}sinx+c}$
$\int{{tgxdx=}-ln\left|cosx\right|+c}$
以上就是特殊类型函数的积分，可以看出，对于不同形式的特殊类型函数，采用不同的积分法来求解。
特殊类型函数的积分属于一类规律性的积分，熟练掌握这些方法，可以快速准确地完成特殊类型函数的积分求解。
高等数学七类积分总结 -回复
高等数学七类积分总结 -回复
高等数学中，常见的七类积分总结如下：
1. 一般函数的积分：对于给定函数，可以通过积分求解其不定
积分和定积分，其中不定积分得到的是一个具有任意常数项的解。
2. 有理函数的积分：有理函数指的是多项式函数之比，可以通
过分解成部分分式来求解其积分。
常见的部分分式分解包括线性因子
和二次因子。
3. 幂函数的积分：幂函数的积分分为两种情况，一是指数不等
于-1的幂函数，可以通过幂函数的求导逆运算来求解其不定积分；二
是指数等于-1的幂函数，即倒数函数，可以通过换元法或利用对数函
数的性质来求解。
4. 三角函数的积分：常见的三角函数包括正弦函数、余弦函数、正切函数等，可以通过利用三角函数的反函数和三角函数的恒等式来
求解其积分。
5. 反三角函数的积分：反三角函数包括反正弦函数、反余弦函数、反正切函数等，可以通过换元法和利用反三角函数的恒等式来求
解其积分。
6. 指数函数和对数函数的积分：指数函数的积分可以通过利用
指数函数和自然对数函数之间的关系得到；对数函数的积分可以通过
部分积分法和适当的换元法来求解。
7. 特殊函数的积分：包括双曲函数、高斯函数、伽马函数等，
对于这些特殊函数的积分，可以通过利用其定义和相关的性质来求解。
以上是高等数学中常见的七类积分的总结，通过熟练掌握这些积
分方法，可以更好地解决数学问题。
几种特殊积分的计算方法
几种特殊积分的计算方法特殊积分是指不能通过基本积分公式直接得到结果的积分，需要使用一些特殊的方法进行计算。
下面介绍几种常见的特殊积分计算方法。
1.分部积分法分部积分法是计算两个函数的乘积积分的一种方法，也可以看作是求导的逆过程。
假设有函数$u(x)$和$v(x)$，则根据分部积分法，可以得到以下公式：$$\int u(x)v'(x)dx = u(x)v(x) - \int v(x)u'(x)dx$$通过这个公式，可以将一个积分转化为两个更容易求解的积分。
2.换元积分法换元积分法是通过变量的代换，将原积分中的变量替换为新的变量，从而简化计算。
假设有函数$g(x)$和$f(g)$，其中$f(g)$的原函数可以求出来，则根据换元积分法，可以得到以下公式：$$\int f(g(x))g'(x)dx = \int f(u)du$$通过换元，可以将原积分转化为更容易求解的形式。
3.偏函数法偏函数法是解决具有参数的积分问题的一种方法。
假设有函数$f(x,a)$，其中$a$是参数，当$a$取一定的值时，可以将积分问题转化为计算函数$f(x,a)$的积分。
常见的参数方程有指数函数、三角函数等。
4.求和化积分法求和化积分法是通过将积分转化为求和的形式，从而简化计算。
主要应用在连续函数可以用级数展开的情况下。
例如，可以将积分$\intf(x)dx$转化为和式$\sum f(x_i)\Delta x_i$来计算。
5.共轭函数法共轭函数法是解决带有共轭函数的积分问题的一种方法。
如果积分问题中出现共轭函数，可以通过将共轭函数分子和分母同时乘以共轭函数，从而简化计算，并得到更简洁的结果。
综上所述，这些是几种常见的特殊积分计算方法，通过应用这些方法，可以在一些情况下简化积分计算，并得到更简洁的结果。
空间解析几何基础知识总结
(10) (11)
∫ sec x tan xdx = sec x + C ∫ csc x cot xdx =
x x e dx = e +C ∫
( 5)
( 6)
∫
1 dx = arcsin x + C 2 1− x
− csc x + C
∫ cos xdx = sin x + C
(12)
x a +C (13) ∫ a x dx = ln a
连续，则积分上限的函数 Φ( x ) =
x 1 1 arctan dx = +C ∫ a2 + x 2 a a
( 21)
∫
x−a 1 1 dx = ln | | +C 2 2 x −a 2a x+a
( 22)
a+ x 1 1 dx = ln | ∫ a 2 − x 2 2a a − x | + C
( 23)
∫
1 x dx = arcsin + C 2 2 a a −x
（3） 简单无理函数的积分
讨论类型: R( x , ax + b )
n
ax + b R( x , ) cx + e
n
解决方法: 作代换去掉根号．
令t = ax + b;
n
ax + b ; 令t = n cx + e
定积分
问题1:
曲边梯形的面积
问题2:
变速直线运动的路程
存在定理
定积分 的性质
定积分
广义积分
定积分的 计算法
牛顿-莱布尼茨公式
∫
b
a
f ( x )dx = F ( b ) − F (a )
几种特殊积分的计算方法
积分的基本定义：设F 为函数 的一个原函数，我们把函数f 的所有原函数F C（C为任意常数）叫做函数f 的不定积分记做 .其中∫叫做积分号，f 叫被积函数， 叫做积分变量，f 叫做被积因式.C叫积分常数，求已知函数不定积分的过程叫做对这个函数进行积分.
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（参见条目“黎曼积分”）.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，有了对各种积分域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（区间[a,b]），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.
几种特殊积分的计算方法
1前言
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.要求简单几何形体或者体积，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乘宽乘高求出.但如果游泳池是卵形、抛物型或者更加不规则的形状，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（比如位移）对另一个（比如力）的累积效果，这时候也需要积分.在古希腊数学的早期，数学分析的结果是隐含给出的.比如，芝诺的两分法悖论就隐含了无限几何和.再后来，古希腊数学家如欧多克索斯和阿基米德使数学分析变得更加明确，但还不是很正式.他们在使用穷竭法去计算区域和固体的面积和体积时，使用了极限和收敛的概念.
求不定积分的基本方法
1 例13. 求不定积分 ∫ dx . (2 + cos x) sin x sin x 解: 原式 = ∫ (令 u = cos x) dx 2 (2 + cos x ) sin x 1 =∫ du 2 ( 2 + u )(u − 1) A=1
1 ( 2+u )(u −1)
习题课 不定积分的计算方法
一、 求不定积分的基本方法 二、几种特殊类型的积分
第四章
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一、 求不定积分的基本方法
1. 直接积分法 通过简单变形, 利用基本积分公式和运算法则 求不定积分的方法 . 2. 换元积分法
∫ f ( x ) dx
第一类换元法 第二类换元法
∫ f [ϕ (t )]ϕ ′(t ) dt
分部积分
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1 dx . 例4. 设 y ( x − y ) = x , 求积分 ∫ x − 3y 解: y ( x − y ) 2 = x 令 x − y = t, 即 y = x −t
2
t3 x= 2 , t −1
t t 2 (t 2 − 3) y = 2 , 而 dx = 2 dt 2 t −1 (t − 1)
=
x x − 3 ln(e 6
+ 1) − 2
x 3 ln(e 3
x + 1) − 3 arctan e 6
+C
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3 cos x − sin x dx . 例11. 求 ∫ cos x + sin x
不定积分的解法汇总
不定积分的解法汇总不定积分是微积分中的重要概念，是求函数的原函数的过程。
在解不定积分时，可以采用多种方法，下面我们来汇总一下常用的解法。
1.基本积分公式法：基本积分公式是指常见函数的不定积分公式，如常数函数、幂函数、指数函数、三角函数等，它们的不定积分有一定的规律，可以直接利用基本积分公式进行计算。
2.换元法：换元法是指通过代换变量的方式将原函数转化为一个更易于求解的形式。
换元法的基本思想是，通过适当的代换，将被积函数的形式转化为基本积分公式中的形式，从而进行计算。
3.分部积分法：分部积分法是指将被积函数中的一个因子进行积分，同时将另一个因子进行求导，从而将原函数的求解转化为一个新的积分问题。
分部积分法适用于被积函数是两个函数的乘积形式的情况。
4.有理分式积分法：有理分式积分法是指将被积函数表示为多项式的商形式，然后通过分解和合并有理分式的方式，将原函数的求解转化为多个基本积分公式的求解。
5.特殊函数积分法：特殊函数积分法是指通过利用特殊函数的性质和公式，将原函数的求解转化为特殊函数的积分问题。
常见的特殊函数包括log函数、指数函数、三角函数、双曲函数等。
6.级数展开法：级数展开法是指将被积函数进行泰勒级数展开，然后对每一项进行积分，最后将级数展开结果进行求和。
级数展开法适用于被积函数在某个区间上具有无穷项的展开形式。
不定积分的解法包括基本积分公式法、换元法、分部积分法、有理分式积分法、特殊函数积分法、级数展开法和换限定变量法等。
在解题过程中，可以根据被积函数的特点选择适合的解法进行计算。
同一函数的不定积分一般有多个不同的形式，因此需要多种方法进行尝试求解，以找到最简形式的解答。
几种特殊函数的积分
p p x px q x q , 2 4 p 令 x t 2
记 x 2 px q t 2 a 2 ,
则
Mx N Mt b,
p2 2 a q , 4
Mp b N , 2
Mx N 2 dx n ( x px q ) Mt b 2 dt 2 dt 2 n 2 n (t a ) (t a )
真分式化为部分分式之和的待定系数法
x3 x3 A B 例1 2 , x 5 x 6 ( x 2)( x 3) x 2 x 3
x 3 A( x 3) B( x 2), x 3 ( A B ) x ( 3 A 2 B ),
1 dx . 例4 求积分 2 x( x 1) 1 1 1 1 dx 解 2 2 dx x ( x 1) x ( x 1) x 1 1 1 1 dx dx dx 2 x ( x 1) x 1
1 ln x ln x 1 C. x 1
三、简单无理函数的积分
ax b 讨论类型 R( x, ax b ), R( x , ), cx e
n
n
解决方法 作代换去掉根号.
1 1 x 例10 求积分 dx x x
解
1 x 2 1 x 令 t t , x x
1 sin x dx. 例9 求积分 sin 3 x sin x A B A B 解 sin A sin B 2 sin cos 2 2 1 sin x 1 sin x sin 3 x sin x dx 2 sin 2 x cos x dx 1 sin x dx 2 4 sin x cos x 1 1 1 1 dx dx 2 2 4 sin x cos x 4 cos x
几种特殊类型的函数积分
反三角函数积分公式
∫sinxdx=−cosx+Cint sin x , dx = -cos x + C∫sinxdx=−cosx+C
∫cosxdx=sinx+Cint cos x , dx = sin x + C∫cosxdx=sinx+C
∫tanxdx=ln|secx|+Cint tan x , dx = ln |sec x| + C∫tanxdx=ln∣secx∣+C
底数小于1的对数函数积分公式
∫logₐ(x) dx = xlogₐ(x) - ∫x/lna dx = xlogₐ(x) x/lna + C，其中C为积分常数。
对数函数积分应用
解决对数方程
计算对数值
通过积分的方法，可以将对数方程转 化为代数方程，从而更容易求解。
利用对数函数的积分公式，可以计算 对数值，例如计算ln(e)、lg(10)等。
积分性质
对于三角函数的积分，有基本的 积分公式，如∫sin(x)dx = -cos(x) + C，∫cos(x)dx = sin(x) + C等。
三角函数的积分具有一些重要的 性质，如∫[sin(x)]^2dx = ∫[1 cos(2x)]/2dx = x/2 - sin(2x)/4 + C。
积分变换
底数小于1的对数函 数
如以0.5为底的对数函数，记作 logₐ(x)，其定义域为(0, +∞)， 其中a为正实数且a≠1。
对数函数积分公式
自然对数函数积分公式
∫ln(x) dx = xln(x) - x + C，其中C为积分常数。
常用对数函数积分公式
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的学习中，积分是一个非常重要的概念和工具。
积分公式就像是一把把钥匙，能够帮助我们打开解决各种数学问题的大门。
接下来，让我们一起走进这个丰富多彩的积分公式世界。
一、基本积分公式1、常数的积分∫k dx ＝ kx ＋ C （其中 k 为常数，C 为积分常数）这个公式很好理解，对一个常数进行积分，结果就是这个常数乘以自变量再加上积分常数。
2、幂函数的积分∫x^n dx ＝（1/（n ＋ 1)）x^（n ＋ 1) ＋ C （其中n ≠ －1）当 n 为正整数时，这个公式告诉我们幂函数积分后，指数加 1，然后除以新的指数再加积分常数。
3、指数函数的积分∫e^x dx ＝ e^x ＋ C∫a^x dx ＝（1 ／ ln a)a^x ＋ C （其中 a ＞ 0 且a ≠ 1）指数函数的积分依然是它本身，只是要加上积分常数。
4、对数函数的积分∫ln x dx ＝ x ln x x ＋ C这是一个比较特殊的公式，需要记住。
5、三角函数的积分∫sin x dx ＝ cos x ＋ C∫cos x dx ＝ sin x ＋ C∫ta n x dx ＝ ln ｜cos x| ＋ C∫cot x dx ＝ ln ｜sin x| ＋ C三角函数的积分在解决与周期性和波动性相关的问题中经常用到。
二、换元积分法相关公式1、第一类换元法（凑微分法）如果∫f(u) du ＝ F(u) ＋ C，且 u ＝φ(x) 可导，则∫f(φ(x)）φ'（x) dx ＝F(φ(x)）＋ C通过巧妙地凑出合适的微分形式，将复杂的积分转化为已知的积分形式。
2、第二类换元法设 x ＝φ(t) 是单调的、可导的函数，并且φ'（t) ≠ 0，又设f(φ(t)）φ'（t) 具有原函数，则有∫f(x) dx ＝∫f(φ(t)）φ'（t) dt常见的有三角代换、根式代换等。
三、分部积分法公式∫u dv ＝uv ∫v du这个公式常用于两个函数相乘的积分，通过合理地选择 u 和 dv，将积分转化为更容易求解的形式。
定积分的几种特殊计算方法
定积分的几种特殊计算方法定积分是数学中一项重要的运算，它可以用于解决很多实际问题。
在定积分的计算中，有一些特殊的方法，可以帮助我们更快更准确地得出答案。
本文将介绍几种常见的特殊计算方法。
方法一：分部积分法分部积分法是指，将被积函数分解成两个函数的乘积后，利用积分换元公式，逐步求解出定积分的值。
具体步骤如下：1. 将被积函数分解成 $u(x) v'(x)$ 的形式，其中 $u(x)$ 和$v(x)$ 是两个函数。
2. 计算 $u'(x)$ 和 $v(x)$ 的值。
3. 将 $u(x)$ 和 $v'(x)$ 分别代入积分公式，得到 $\int u(x)v'(x)dx=u(x) v(x)-\int v(x) u'(x)dx$。
4. 逐步求解出定积分的值。
例如，对于定积分 $\int x\sin x dx$，我们可以令 $u(x)=x$，$v'(x)=\sin x$，则 $u'(x)=1$，$v(x)=-\cos x$。
代入公式得：$\begin{aligned} \int x\sin x dx & =x(-\cos x)-\int (-\cos x)dx \\ &=x(-\cos x)+\sin x+C \end{aligned}$方法二：换元积分法换元积分法是指，将被积函数中的变量用一个新的变量替换掉，从而让积分变得更容易计算。
具体步骤如下：1. 选取一个新变量 $t$，并找到一个式子 $x=f(t)$，使得被积函数中的 $x$ 可以表示成 $t$ 的函数。
2. 计算出 $\frac{dx}{dt}$ 的值。
3. 将被积函数中的 $x$ 替换为 $t$，并将 $\frac{dx}{dt}$ 代入积分公式，得到 $\int f(t) g(f(t))\frac{dx}{dt}dt=\int g(u)du$。
4. 逐步求解出定积分的值。
积分方法总结
积分方法总结积分方法是数学中的一种重要工具，它在各个领域都有广泛的应用。
本文将从积分的定义、基本性质、常见的积分方法以及一些应用方面进行总结。
一、积分的定义与基本性质1.1 定义积分是微积分中的一个重要概念，它是对函数在一定区间上的累加。
通常表示为∫f(x)dx，其中f(x)为被积函数，dx为积分变量。
1.2 基本性质积分具有以下基本性质：（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）区间可加性：∫[a,b]f(x)dx=∫[a,c]f(x)dx+∫[c,b]f(x)dx，其中c为[a,b]的任意点；（3）积分与导数的关系：若f(x)在[a,b]上可导，则∫[a,b]f'(x)dx=f(b)-f(a)。
二、常见的积分方法2.1 不定积分不定积分是指在积分中不指定上下限，只求出原函数的表达式。
常见的不定积分方法包括：（1）换元法：通过变量代换，将被积函数转化为更容易积分的形式；（2）分部积分法：利用乘积的导数公式，将被积函数化为两个函数的积的形式；（3）特殊函数积分法：对于一些具有特殊性质的函数，可以通过查表或者掌握其积分公式来求解。
2.2 定积分定积分是指在积分中明确指定上下限，计算函数在指定区间上的累加值。
常见的定积分方法包括：（1）分割求和法：将区间分割成若干小区间，然后对每个小区间上的函数值进行累加；（2）定积分的性质：利用定积分的基本性质，可以简化计算过程；（3）几何意义法：将定积分理解为曲线与x轴所围成的面积，通过几何图形求解。
三、积分的应用3.1 几何应用积分在几何学中有广泛的应用，可以用于计算曲线与坐标轴所围成的面积、曲线的弧长、曲线的曲率等。
3.2 物理应用积分在物理学中也有重要的应用，可以用于计算质点的位移、速度、加速度等物理量，以及求解力的功、功率等。
3.3 统计学应用积分在统计学中也有一些应用，可以用于计算概率密度函数、累积分布函数等。
几种特殊类型的积分
03
瑕积分常常用于处理具有有限 个间断点的连续函数。
性质
瑕积分具有与普通定积分相似的 性质，如线性性质、可加性等。
瑕积分的一个重要性质是：如果 函数f(x)在区间[a, b]上的瑕点c左 侧连续，右侧无界，那么∫(a到 b)f(x)dx等于∫(a到c)f(x)dx加上
∫(c到b)f(x)dx。
此外，如果函数f(x)在区间[a, b] 上的瑕点c左侧无界，右侧连续 ，那么∫(a到b)f(x)dx等于∫(a到 c)f(x)dx加上∫(c到b)f(x)dx。
几种特殊类型的积分
目录
• 瑕积分 • 复积分 • 曲线积分 • 曲面积分
01 瑕积分
定义
01
瑕积分是定积分的种推广， 它允许函数在积分区间内存在 间断点。
02
瑕积分定义为：对于函数f(x)在 区间[a, b]上的瑕点c，计算积分 ∫(a到c)f(x)dx和∫(c到b)f(x)dx的 和，其中c在[a, b]内。
奇偶性是指曲面积分的结果与被积函数的奇偶性 有关。如果被积函数是偶函数，则积分结果为正 ；如果被积函数是奇函数，则积分结果为0。
周期性是指曲面积分的结果可能与被积函数的周 期性有关。如果被积函数具有周期性，则积分结 果可能与该周期有关。
应用
01
曲面积分在物理学中有广泛的应用，如计算磁场强度、电场强 度、引力场强度等。
02
在工程学中，曲面积分可以用于计算流体动力学中的压力分布、
温度分布等。
在经济学中，曲面积分可以用于计算供需曲线下的面积，从而
03
得到供需平衡点。
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感谢您的观看
曲线积分还具有积分区间的可加性，即对于两 个区间的曲线积分，可以分别对每个区间进行 曲线积分后再求和。
几种特殊类型函数地积分
几种特殊类型函数的积分一、有理函数的不定积分1.化有理函数为简单函数两个多项式的商所表示的函数)(x R 称为有理函数，即mm m m m nn n n n b x b x b x b x b a x a x a x a x a x Q x P x R ++++++++++==------122110122110)()()( （1） 其中n 和m 是非负整数；n a a a a ,,,,210 及m b b b b ,,,,210 都是实数，并且0,000≠≠b a ．当（1）式的分子多项式的次数n 小于其分母多项式的次数m ，即m n <时，称为有理真分式；当m n ≥时，称为有理假分式．对于任一假分式，我们总可以利用多项式的除法，将它化为一个多项式和一个真分式之和的形式．例如12)1(112224+++-=+++x x x x x x ． 多项式的积分容易求得，下面只讨论真分式的积分问题．设有理函数（1）式中m n <，如果多项式)(x Q 在实数围能分解成一次因式和二次质因式的乘积：μλβα)()()()()(220s rx x q px x b x a x b x Q ++++--= ．其中s r q p b a ,,,,,,, 为实数；042<-q p ，…，042<-s r ；,,,βα μλ,, 为正整数，那末根据代数理论可知，真分式)()(x Q x P 总可以分解成如下部分分式之和，即βααα)()()()()(1121b x B a x A a x A a x A x Q x P -++-++-+-=-λββ)()(21112q px x N x M b x B b x B ++++-++-+-μλλλ)()(21121222s rx x S x R q px x N x M q px x N x M ++++++++++++++-srx x S x R s rx x S x R +++++++++-21222)(μμμ ． （2） 其中i i i i i i S R N M B A ,,,,,,, 都是待定常数，并且这样分解时，这些常数是唯一的．可见在实数围，任何有理真分式都可以分解成下面四类简单分式之和： （1）a x A - ， （2）k a x A )(- （k 是正整数，2≥k ）， （3）qpx x B Ax +++2（042<-q p ）， （4）kq px x B Ax )(2+++ （k 是正整数，04,22<-≥q p k ）．2. 有理函数的不定积分求有理函数的不定积分归结为求四类简单分式的积分．下面讨论这四类简单分式的积分．（1）C a x A a x d ax A dx a x A +-=--=-⎰⎰ln )(1，（2）C a x k A a x d a x A dx a x A k k k+-⋅--=--=---⎰⎰1)(11)()()(， （3）dx qpx x B Ax ⎰+++2（042<-q p ）． 将分母配方得)4()2(222p q p x q px x -++=++，作变量代换2px u +=，则du dx p u x =-=,2；由于04,0422>-<-p q q p ，记224a p q =-，于是 du a u B pu A dx p q p x B Ax dx qpx x B Ax ⎰⎰⎰++-=-+++=+++22222)2()4()2( du au ApB du a u Au ⎰⎰+-++=22222C au a Ap B a u A +-++=arctan 2)ln(222 C pq p x p q Ap B q px x A +-+--+++=22242arctan 42)ln(2．（4）dx q px x B Ax k⎰+++)(2 (04,22<-≥q p k )．作变量代换2px u +=，并记224a p q =-，于是⎰⎰⎰+-++=+++du a u ApB du a u Au dx q px x B Ax k k k )(2)()(22222． 其中第一个积分C a u k A a u d a u A du a u Au k k k ++⋅--=++=+--⎰⎰122222222)(1)1(2)()(2)(． 第二个积分可通过建立递推公式求得．记 ⎰+=kk a u du I )(22 利用分部积分法有⎰⎰++++=+=12222222)(2)()(k kk k a u du u k a u u a u du I du a u a a u k a u u k k ⎰++-+++=12222222)()(2)(122222)(+-++=k k kkI a kI a u u ．整理得 k k k I ka k a u u k a I 22221212)(21-++⋅=+． 于是可得递推公式]2232)()1(21[111222----++⋅-=k k k I k k a u u k a I ． （3）利用（3）式，逐步递推，最后可归结为不定积分C a u aa u du I +=+=⎰arctan 1221． 最后由2px u +=全部换回原积分变量，即可求出不定积分⎰+++dx q px x B Ax k )(2． 例1 求⎰++-dx x x x 22)32(1． 解⎰⎰++-+=++-dx x x dx x x x 2222]2)1[(21)32(1 ⎰⎰+-++=2222)2(2)2(1u du du u u x u]2212121[212)2(21222⎰+++⋅⨯⨯-+-=u du u u uC u u u +-++-=2arctan 221)2(212`C x x x x ++-+++-=21arctan 221)32(222．例2 求dx x x ⎰-2)1(1． 解 因为2)1(1-x x 可分解为1)1()1(122-+-+=-x C x B x A x x ． 其中A ，B ，C 为待定系数．可以用两种方法求出待定系数．第一种方法：两端去掉分母后，得)1()1(12-++-=x Cx Bx x A ． （4）即 A x C A B x C A +--++=)2()(12由于（4）式是恒等式，等式两端2x 和x 的系数及常数项必须分别相等，于是有⎪⎩⎪⎨⎧==--=+1020A C A B C A ， 从而解得 1=A ，1=B ，1-=C ．第二种方法：在恒等式（4）中，代入特殊的x 值，从而求出待定系数．如令0=x ，得1=A ；令1=x ，得1=B ；把A ，B 的值代入（4）式，并令2=x ，得C 2211++=，即1-=C ．于是⎰⎰---+=-dx x x x dx x x )11)1(11()1(122 ⎰⎰⎰---+=dx x dx x dx x 11)1(112C x x x +----=1ln 11ln ． 例3 求⎰+-+dx x x x 22)1)(1(22． 解 因为1)1(1)1)(1(2222222++++++-=+-+x E Dx x C Bx x A x x x ， 两端去分母得)1)(1)(()1)(()1(22222+-++-+++=+x x E Dx x C Bx x A x234)2()()(x B E D A x D E x D A +-++-++=)()(C E A x C B E D --++-+-+．两端比较系数得 ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=--=+-+-=+-+=-=+220200C E A C B ED BE D A D E D A ，解方程组得1=A ，2-=B ，0=C ，1-=D ，1-=E ，故dx x x x x x dx x x x )11)1(211()1)(1(2222222⎰⎰++-+--=+-+ dx x x dx x x dx x ⎰⎰⎰++-+--=11)1(211222C x x x x +-+-++-=arctan )1ln(21111ln 22 C x x x x +-+++-=arctan 1111ln22． 例4 求⎰+-+dx x x x 6532． 解 因为32)3)(2(36532-+-=--+=+-+x B x A x x x x x x ，两端去分母得 )2()3(3-+-=+x B x A x ． 令2=x ，得5-=A ；令3=x ，得6=B ．于是Cx x dx x x dx x x x +---=---=+-+⎰⎰2ln 53ln 6)2536(6532C x x +--=56)2()3(ln ． 从理论上讲，多项式)(x Q 总可以在实数围分解成一次因式和二次质因式的乘积，从而把有理函数)()(x Q x P 分解为多项式与四类简单分式之和，而简单分式都可以积出．所以，任何有理函数的原函数都是初等函数．但我们同时也应该注意到，在具体使用此方法时会遇到困难．首先，用待定系数法求待定系数时，计算比较繁琐；其次，当分母的次数比较高时，因式分解相当困难．因此，在解题时要灵活使用各种方法．例5 求dx x x x x x ⎰+++++12232． 解dx x dx x dx x x x x dx x x x x x ⎰⎰⎰⎰+++=+++++=+++++1111)1)(1()1()1(12222232C x x +++=arctan 1ln ．例6 求dx x x x x ⎰+-+-)54)(44(122 ．解 dx x x x x x x x x dx x x x x ⎰⎰+-+-+--+-=+-+-)54)(44()44()54()54)(44(1222222dx x x dx x x ⎰⎰+--+-=54144122 ⎰⎰-+----=)2(1)2(1)2()2(122x d x x d xC x x +----=)2arctan(21．例7 求dx x ⎰+114． 解⎰⎰⎰+--++=+dx x x dx x x dx x 112111211142424dx x x x dx x x x ⎰⎰+--++=2222221112111121 )1(2)1(121)1(2)1(12122xx d xx x x d x x +-+--+-=⎰⎰C x x x x x x ++++---=1212ln 24121arctan 221222．二、三角函数有理式的积分由三角函数和常数经过有限次四则运算所构成的函数称为三角函数有理式．因为所有三角函数都可以表示为x sin 和x cos 的有理函数，所以，下面只讨论)cos ,(sin x x R 型函数的不定积分．由三角学知道，x sin 和x cos 都可以用2tan x 的有理式表示，因此，作变量代换2tan x u =，则222122tan12tan22sec 2tan22cos 2sin 2sin u u x xx x x x x +=+===, 22222222112tan 12tan 12sec 2tan 12sin 2cos cos u u x xx x x x x +-=+-=-=-=． 又由u x arctan 2=，得du u dx 212+=，于是 ⎰⎰++-+=du u u u u u R dx x x R 222212)11,12()cos ,(sin ． 由此可见，在任何情况下，变换2tan x u =都可以把积分dx x x R )cos ,(sin ⎰有理化．所以，称变换2tan x u =为万能代换．例8 求dx xx ⎰++cos sin 11． 解 设2tan x u =，则du u du u u u u u dx x x ⎰⎰⎰+=+⋅+-+++=++1112111211cos sin 112222C xC u ++=++=2tan1ln 1ln ． 例9 求dx xx ⎰-+cos 1sin 1．解 设2tan x u =，则du u u u u du u u u u u dx xx ⎰⎰⎰+++=+⋅+--++=-+)1(2)1(12111121cos 1sin 12222222du u u du u ⎰⎰++=)1(2122du u u u u du u ⎰⎰+-++=)1()1(212222⎰⎰⎰+-+=du u u du u du u 2212121C u u u ++-+-=)1ln(ln 212 C x x x +--=)2ln(sec 2cot 2tan ln 22．虽然利用代换2tan x u =可以把三角函数有理式的积分化为有理函数的积分，但是，经代换后得出的有理函数积分一般比较麻烦．因此，这种代换不一定是最简捷的代换．例10 求dx xx ⎰+sin 1sin ． 解 dx x x x dx xx x dx x x ⎰⎰⎰-=--=+222cos sin sin sin 1)sin 1(sin sin 1sin dx xx dx x x ⎰⎰--=222cos cos 1cos sin ⎰⎰⎰+--=dx dx x x d x 22cos 1cos cos 1C x x x ++-=tan cos 1． 例11 求dx x ⎰+2cos 311． 解x d x dx x x dx xtan 4tan 13sec sec cos 3112222⎰⎰⎰+=+=+ C x +=)2tan arctan(21．三、简单无理函数的积分（一）),(nb ax x R +型函数的积分),(u x R 表示x 和u 两个变量的有理式．其中a ，b 为常数．对于这种类型函数的积分，作变量代换u b ax n=+，则a b u x n -=，du anu dx n 1-=，于是 du a nuu a b u R dx b ax x R n n n 1),(),(-⋅-=+⎰⎰ ． （5）（5）式右端是一个有理函数的积分．例12 求⎰++dx x 3211． 解 令u x =+32，则23-=u x ，du u dx 23=，于是⎰⎰⎰++-=+=++du u u du u u dx x 111313211223 C u u u du u u +++-=++-=⎰)1ln 2(3)111(32C x x x +++++-+=333221ln 323)2(23．例13 求dx xx ⎰+31．解 为了同时去掉被积函数中的两个根式，取3和2的最小公倍数6，并作变量代换u x =6，则6u x =，du u dx 56=，23u x =，3u x =，于是du u u du u u dx xx⎰⎰⎰+=+=+1616128283u d uu u u ⎰++-+-=)111(62246 C u u u u u ++-+-=arctan 6625676357 C x x x x x x ++-+-=66656arctan 6625676．（二）),(ndcx b ax x R ++型函数的积分 这里),(u x R 仍然表示x 和u 两个变量的有理式．其中d c b a ,,,为常数．对于这种类型函数的不定积分，作变量代换u d cx b ax n=++，则nn cu a b du x --=，du cu a bc ad nu dx n n 21)()(--=-，于是du cu a bc ad nu u cu a b du R dx d cx b ax x R n n n nn21)()(),(),(--⋅--=++-⎰⎰． （6） （6）式右端是一个有理函数的积分．例14 求dx xx x ⎰+11． 解 令u x x =+1, 则112-=u x ，du u u dx 22)1(2--=，于是 duu u du u u du u u u u dx x x x ⎰⎰⎰⎰-+--=--=--⋅-=+111212)1(2)1(112222222C u u u du u ++---=-+-=⎰11ln 2)111(22C u u u +--++-=1ln )1ln(222 C x x xx x++++++-=ln )11ln(212．例15 求dx x x ⎰-+342)1()1(1．解 ⎰⎰+--+=-+dx x x x x dx x x 334211)1)(1(1)1()1(1，令ux x =+-311，则311u x x =+-，3311u u x -+=，du u u dx 232)1(6-=， 于是du u dx x x x dx x x ⎰⎰⎰=+--=-+23234212311)1(1)1()1(1C x x C u +-+-=+-=3112323．。
几种特殊类型函数的积分
x 2 tan 2
2u 1 u
2 du dx 1 u
2
2
1 u 1 u
2
2
2
2 tan
万能代换
sin x dx. 例7. 求(1) 1 sin x
1 dx. (2) 3 cos x
利用万能公式处理比较复杂，更多地是利 用三角恒等式化简被积函数
1 dx. 例8. 求 2 sec x sin x tan x
例5. 求
( x 2 x 2) (2 x 2) dx 解: 原式 2 2 ( x 2 x 2)
dx d( x 2 2 x 2) 2 2 ( x 1) 1 ( x 2 x 2) 2
2
1 arctan(x 1) 2 C x 2x 2
( m n)
例9. 求
和差化积公式
解:
1 1 ∴原式 = sin 4 x dx sin 2 x d x 2 2 1 1 sin 4 x d(4 x) sin 2 x d(2 x) 4 8
1 sin x cos3x (sin 4 x sin 2 x) 2
解: (1)用赋值法
1 A B C 1 1 1 2 2 x( x 1) x x 1 ( x 1) x x 1 ( x 1) 2
右端通分后比较两端分子得
1 A( x 1)2 Bx( x 1) Cx 令 x=0 得 A=1 令 x=1 得 C=1 令 x=2 得 B=-1
例2. 求 解: 原式 1
4 1 2x 1 dx dx 2 5 1 2x 5 1 x 2 d(1 2 x) 1 2 x dx 1 dx 1 x2 1 x2 5 5 5 1 2x 2 2 1 d ( 1 x ) 1 arctan x ln 1 2 x 5 5 5 1 x2
积分的计算方法
积分的计算方法
积分是数学中的一个重要概念，它在微积分中有着广泛的应用。
积分的计算方法有很多种，下面我们将逐一介绍常见的几种方法。
首先，我们来介绍定积分的计算方法。
定积分是指在一个区间
上的积分运算，通常用来计算曲线与坐标轴之间的面积。
定积分的
计算方法包括分部积分法、换元积分法和定积分的性质等。
分部积分法是求不定积分的一种方法，通过对被积函数进行分解，再利用积分的性质进行计算。
换元积分法是通过引入一个新的
变量来简化被积函数，然后再进行积分计算。
定积分的性质包括积
分的线性性质、积分中值定理等，这些性质可以帮助我们简化积分
的计算过程。
其次，我们来介绍不定积分的计算方法。
不定积分是指对一个
函数进行积分，得到的结果是一个不定的常数。
不定积分的计算方
法包括基本积分公式、换元积分法、分部积分法等。
基本积分公式是一些常见函数的积分公式，例如常数函数、幂
函数、三角函数等的积分公式。
换元积分法和分部积分法在不定积
分中同样适用，通过选择合适的变量或者进行函数的分解，可以简化不定积分的计算过程。
最后，我们来介绍一些特殊函数的积分计算方法。
特殊函数包括反三角函数、反双曲函数、指数函数、对数函数等，它们在积分计算中有着特殊的性质和方法。
通过掌握这些积分的计算方法，我们可以更加灵活地应用积分来解决实际问题，同时也可以更深入地理解微积分的理论和方法。
希望本文介绍的内容对大家有所帮助，同时也希望大家能够在学习和应用中不断提高积分计算的能力。
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3.3 几类特殊函数的积分法（52） 12
2
2
记 x 2 px q t 2 a 2 ,
则
2 p 2 a q , 4
Mx N Mt b,
Mp b N , 2
Mx N 2 dx n ( x px q )
b Mt dt 2 dt 2 2 n 2 n (t a ) (t a )
3.3 几类特殊函数的积分法（52） 9
例4 求不定积分
解
1 dx . 2 x( x 1)
1 1 1 1 d x dx 2 2 x( x 1) x 1 x ( x 1)
1 1 1 dx dx dx 2 x ( x 1) x 1
其中 M i , N i 都是常数( i 1,2,, k ) .
Mx N ; 特殊地：k 1, 分解后为 2 x px q
3.3 几类特殊函数的积分法（52） 6
3、化真分式化为最简分式之和的待定系数法
x3 x3 A B 例1 2 , x 5 x 6 ( x 2)( x 3) x 2 x 3
3.3 几类特殊函数的积分法（52） 7
A B C 1 , 例2 2 2 x ( x 1 ) x ( x 1) x 1
1 A( x 1) 2 Bx Cx( x 1)
代入特殊值来确定系数 A, B , C 取 x 0, A 1 取 x 1, B 1 取 x 2, 并将 A, B 值代入 (1) C 1
1 x x 1 例 x 2 . 2 x 1 x 1
3
难点 将有理函数化为部分分式之和.
3.3 几类特殊函数的积分法（52） 4
2、化有理函数为最简分式之和
k （1）分母中若有因式 ( x a ) ，则分解后为
A1 A2 Ak , k k 1 ( x a) ( x a) xa
整理得 1 ( A 2 B ) x 2 ( B 2C ) x C A,
A 2 B 0, 4 2 1 B 2C 0, A , B , C , 5 5 5 A C 1, 4 2 1 x 1 5 5 5. 2 2 (1 2 x )(1 x ) 1 2 x 1 x
b0 , b1 ,, bm 都是实数，并且a0 0 ，b0 0 .
3.3 几类特殊函数的积分法（52） 3
假定分子与分母之间没有公因式
(1) n m , 这有理函数是真分式； ( 2) n m , 这有理函数是假分式；
利用多项式除法, 假分式可以化成一个 多项式和一个真分式之和.
3.3 几类特殊函数的积分法（52）
13
(1) n 1,
p x M b 2 2 C; ln( x px q ) arctan 2 a a Mx N dx ( 2) n 1, 2 n ( x px q ) M 1 dt . 2 2 n1 b 2 2 n 2( n 1)(t a ) (t a )
1 ln x ln( x 1) C . x 1
3.3 几类特殊函数的积分法（52）
10
1 例5 求不定积分 (1 2 x )(1 x 2 ) dx .
4 2 1 x 1 5 dx 5 5 dx d x 解 1 2 x 1 x2 (1 2 x )(1 x 2 )
(1)
1 1 1 1 . 2 2 x( x 1) x ( x 1) x 1
3.3 几类特殊函数的积分法（52） 8
1 A Bx C , 例3 2 2 (1 2 x )(1 x ) 1 2 x 1 x
1 A(1 x 2 ) ( Bx C )(1 2 x ),
2 1 2x 1 1 ln(1 2 x ) dx dx 2 2 5 5 1 x 5 1 x
2 1 1 2 ln(1 2 x ) ln(1 x ) arctan x C . 5 5 5
3.3 几类特殊函数的积分法（52） 11
说明 将有理函数化为部分分式之和后，只出 现三类情况：
其中 A1 , A2 , , Ak 都是常数.
A ; 特殊地：k 1, 分解后为 xa
3.3 几类特殊函数的积分法（52） 5
2 k ( x px q ) （2）分母中若有因式 ，其中 2 p 4q 0 则分解后为
M1 x N 1 M2 x N2 Mk x Nk 2 2 2 k k 1 ( x px q ) ( x px q ) x px q
(1) 多项式； ( 2)
A ; n ( x a)
Mx N ( 3) ; 2 n ( x px q )
Mx N dx , 讨论积分 2 n ( x px q )
p p x px q x q , 2 4 p 令 x t 2
x 3 A( x 3) B( x 2), x 3 ( A B ) x ( 1, A 5 , ( 3 A 2 B ) 3, B 6 x3 5 6 . 2 x 5x 6 x 2 x 3
3.3.1 有理函数的积分法
1、有理函数
由两个多项式的商表示的函数.
P ( x ) a0 x a1 x an1 x an m m 1 Q( x ) b0 x b1 x bm 1 x bm
n
n 1
其中m 、n 都是非负整数；a0 , a1 ,, a n 及