数学分析教案 (华东师大版)第八章 不定积分
数学分析(第8.3节有理函数和可化为有理函数的不定积分)
而
(
x
1 1)2
1
dx
arctan(
x
1)
C1 ,
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[(
x
2
x 1)2
1
1]2
dx
2( [( x
x
1) 1 1)2 1]2
dx
tx1
(t
2
2t 1)2
dt
dt (t 2 1)2
1 t2 1
dt (t 2 1)2 .
1
dt
x2 2x 2 (t 2 1)2 .
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(3)真分式总可以唯一地分解为部分分式(最简真分式) 之和.
分母中若有因子 ( x a)k : 分解式中含有因子
A1 A2 ( x a) ( x a)2
L
Ak ( x a)k
其中 A1 , A2 , , Ak都是待定的常数.
分母中若有因子 ( x2 px q)k ( p2 4q 0) :
第8章 不定积分
• 不定积分概念与基本积分公式 • 换元积分法与分部积分法 • 有理函数和可化为有理函数的不定积分
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第8.3节 有理函数和可化为 有理函数的不定积分
• 有理函数的不定积分 • 三角函数有理式的不定积分 • 某些无理根式的不定积分
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一、有理函数的不定积分
dx
1 5
1
1 x2
dx
2 ln
1
2x
1
ln(1
x2 )
1 arctan
x
C
5
5
5
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例4
求
(
x
2
x
数学分析PPT课件第四版华东师大研制--第8章-不定积分 (2)可编辑全文
ln
|
x
a
|
1 2a
ln
|
x
a
|
1 ln x a C. 2a x a
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例3 求 x 1 x2dx.
解
x 1 x2dx 1
1
1 x2 2d(x2 )
2
1
1
1 x2 2d 1 x2
2
1 2 1 x2
3
2 C
23
1 1 x2
3
dx 所以(1)式成立.
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第一换元积分法亦称为凑微分法, 即
g(( x))( x)dx g(( x))d( x) G(( x)) C,
其中 G(u) g(u). 常见的凑微分形式有
(1) adx d(ax);
(2) dx d( x a);
(3)
xdx
1
1
d(x 1
a2 x2 dx a cos t d(a sin t)
a2
cos2t
dt
a2 2
(1 cos 2t)dt
a2 2
t
1 2
sin
2t
C
a2 2
arcsin
x a
x a
1
x a
2
C
1 2
a2
arcsin
x a
x
a2
x2
C.
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例8 求
解 设x
dx
a2 a tan
或 ( x) 0, x [a,b]. 因此 u ( x) 是严格单调
函数,从而 u ( x) 存在反函数 x 1(u), 且
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dx 1
.
华东师范大学本科生数学分析教案
数学分析教案第一章 第一章 实数集与函数§1 实数(一) 教学目的：掌握实数的基本概念和最常见的不等式，以备以后各章应用． (二) 教学内容：实数的基本性质和绝对值的不等式． (1) 基本要求：实数的有序性，稠密性，阿基米德性． (2) 较高要求：实数的四则运算． (三) 教学建议：(1) 本节主要复习中学的有关实数的知识．(2) 讲清用无限小数统一表示实数的意义以及引入不足近似值与过剩近似值的作用．§2 数集.确界原理(一) 教学目的：掌握实数的区间与邻域概念，掌握集合的有界性和确界概念． (二) 教学内容：实数的区间与邻域；集合的上下界，上确界和下确界；确界原理．(1) 基本要求：掌握实数的区间与邻域概念；分清最大值与上确界的联系与区别；结合具体集合，能指出其确界；能用一种方式，证明集合 A 的上确界为 λ．即： ,,λ≤∈∀x A x 且 ,λ<∀a ∃0x 0,x A ∈a >；或 ,,λ≤∈∀x A x 且 ,,00A x ∈∃>∀ε ελ->0x ．(2) 较高要求：掌握确界原理的证明，并用确界原理认识实数的完备性． (三) 教学建议：(1) 此节重点是确界概念和确界原理．不可强行要求一步到位，对多数学生可只布置证明具体集合的确界的习题．(2) 此节难点亦是确界概念和确界原理．对较好学生可布置证明抽象集合的确界的习题．§3 函数概念(一) 教学目的：掌握函数概念和不同的表示方法．(二) 教学内容：函数的定义与表示法；复合函数与反函数；初等函数． (1) 基本要求：掌握函数的定义与表示法；理解复合函数与反函数；懂得初等函数的定义，认识狄利克莱函数和黎曼函数．(2) 较高要求：函数是一种关系或映射的进一步的认识． (三) 教学建议：通过狄利克莱函数和黎曼函数，使学生对函数的认识从具体上升到抽象．§4 具有某些特性的函数(一) 教学目的：掌握函数的有界性，单调性，奇偶性和周期性． (二) 教学内容：有界函数，单调函数，奇函数，偶函数和周期函数． (三) 教学建议：(1) 本节的重点是通过对函数的有界性的分析，培养学生了解研究抽象函数性质的方法．(2) 本节的难点是要求用分析的方法定义函数的无界性．对较好学生可初步教会他们用分析语言表述否命题的方法．第二章 第二章 数列极限§1 数列极限概念(一) 教学目的：掌握数列极限概念，学会证明数列极限的基本方法． (二) 教学内容：数列极限．(1) 基本要求：理解数列极限的分析定义，学会证明数列极限的基本方法，懂得数列极限的分析定义中 ε与 N 的关系．(2) 较高要求：学会若干种用数列极限的分析定义证明极限的特殊技巧． (三)教学建议：(1) 本节的重点是数列极限的分析定义，要强调这一定义在分析中的重要性．具体教学中先教会他们证明 ∞→n lim 01=k n ； ∞→n lim n a 0=；( )1||<a ，然后教会他们用这些无穷小量来控制有关的变量（适当放大但仍小于这些无穷小量）． (2) 本节的难点仍是数列极限的分析定义．对较好学生可要求他们用数列极限的分析定义证明较复杂的数列极限，还可要求他们深入理解数列极限的分析定义．§2 数列极限的性质(一) 教学目的：掌握数列极限的主要性质，学会利用数列极限的性质求数列的极限． (二) 教学内容：数列极限的唯一性，有界性，保号性，保不等式性，迫敛性，四则运算法则和数列的子列及有关子列的定理．(1) 基本要求：理解数列极限的唯一性，有界性，保号性，保不等式性，迫敛性，四则运算法则，并会用其中某些性质计算具体的数列的极限．(2) 较高要求：掌握这些性质的较难的证明方法，以及证明抽象形式的数列极限的方法． (三) 教学建议：(1) 本节的重点是数列极限的性质的证明与运用．可对多数学生重点讲解其中几个性质的证明，多布置利用这些性质求具体数列极限的习题． (2) 本节的难点是数列极限性质的分析证明．对较好的学生，要求能够掌握这些性质的证明方法，并且会用这些性质计算较复杂的数列极限，例如： ∞→n limnn =1，等．§3 数列极限存在的条件(一) 教学目的：掌握单调有界定理，理解柯西收敛准则． (二) 教学内容：单调有界定理，柯西收敛准则．(1) 基本要求：掌握单调有界定理的证明，会用单调有界定理证明数列极限的存在性，其中包括 1lim(1)n n n →∞+存在的证明．理解柯西收敛准则的直观意义．(2) 较高要求：会用单调有界定理证明数列极限的存在性，会用柯西收敛准则判别抽象数列（极限）的敛散性．(三) 教学建议：(1) 本节的重点是数列单调有界定理．对多数学生要求会用单调有界定理证明数列极限的存在性．(2) 本节的难点是柯西收敛准则．要求较好学生能够用柯西收敛准则判别数列的敛散性．第三章 函数极限 1 函数极限概念(一) 教学目的：掌握各种函数极限的分析定义，能够用分析定义证明和计算函数的极限． (二) 教学内容：各种函数极限的分析定义．基本要求：掌握当 0x x →； ∞→x ； ∞+→x ； ∞-→x ； +→0x x ；-→0x x 时函数极限的分析定义，并且会用函数极限的分析定义证明和计算较简单的函数极限．(三) 教学建议：本节的重点是各种函数极限的分析定义．对多数学生要求主要掌握当 0x x →时函数极限的分析定义，并用函数极限的分析定义求函数的极限．§2 函数极限的性质(一) 教学目的：掌握函数极限的性质．(二) 教学内容：函数极限的唯一性，有界性，保号性，保不等式性，迫敛性，四则运算法则．(1) 基本要求：掌握函数极限的唯一性，有界性，保号性，保不等式性，迫敛性，四则运算法则，并会用这些性质计算函数的极限．(2) 较高要求：理解函数极限的局部性质，并对这些局部性质作进一步的理论性的认识． (三) 教学建议：(1) (1) 本节的重点是函数极限的各种性质．由于这些性质类似于数列极限中相应的性质，可着重强调其中某些性质与数列极限的相应性质的区别和联系． (2) 本节的难点是函数极限的局部性质．对较好学生，要求懂得这些局部的 δ（的大小）不仅与 ε有关，而且与点 0x 有关，为以后讲解函数的一致连续性作准备．§3 函数极限存在的条件(一) 教学目的：掌握函数极限的归结原理和函数极限的单调有界定理，理解函数极限的柯西准则．(二) 教学内容：函数极限的归结；函数极限的单调有界定理；函数极限的柯西准则． (1) 基本要求：掌握函数极限的归结，理解函数极限的柯西准则． (2) 较高要求：能够写出各种函数极限的归结原理和柯西准则． (三) 教学建议：(1) 本节的重点是函数极限的归结原理．要着重强调归结原理中数列的任意性． (2) 本节的难点是函数极限的柯西准则．要求较好学生能够熟练地写出和运用各种函数极限的归结原理和柯西准则．§4两个重要的极限(一) 教学目的：掌握两个重要极限： 0lim →x 1sin =x x ； ∞→x lim xx ⎪⎭⎫⎝⎛+11e =．(二) 教学内容：两个重要极限： 0lim →x 1sin =x x； ∞→x limxx ⎪⎭⎫⎝⎛+11e =．(1) 基本要求：掌握 0lim→x 1sin =xx的证明方法，利用两个重要极限计算函数极限与数列极限．(2) 较高要求：掌握 ∞→x lim xx ⎪⎭⎫⎝⎛+11e =证明方法．(三) 教学建议：(1) 本节的重点是与两个重要的函数极限有关的计算与证明．可用方法：1)()(sin lim 0)(=→x x x ϕϕϕ； e x x x =⎪⎪⎭⎫⎝⎛+∞→)()()(11lim ψψψ，其中 )(x ϕ、 )(x ψ分别为任一趋于0或趋于∞的函数．(2) 本节的难点是利用迫敛性证明 ∞→x lim xx ⎪⎭⎫⎝⎛+11e =．§5 无穷小量与无穷大量(一) 教学目的：掌握无穷小量与无穷大量以及它们的阶数的概念．(二) 教学内容：无穷小量与无穷大量，高阶无穷小，同阶无穷小，等阶无穷小，无穷大． (1) 基本要求：掌握无穷小量与无穷大量以及它们的阶数的概念． (2) 较高要求：能够写出无穷小量与无穷大量的分析定义，并用分析定义证明无穷小量与无穷大量．在计算及证明中，熟练使用“ o ”与“ O ”． (三) 教学建议：(1) 本节的重点是无穷小量与无穷大量以及它们的阶数的概念． (2) (2) 本节的难点是熟练使用“ o ”与“ O ”进行运算．第四章 第四章 函数的连续性§1 连续性概念(一) 教学目的：掌握函数连续性概念．(二) 教学内容：函数在一点和在区间上连续的定义，间断点的分类．(1) 基本要求：掌握函数连续性概念，可去间断点，跳跃间断点，第二类间断点，区间上的连续函数的定义．(2) 较高要求：讨论黎曼函数的连续性． (三) 教学建议：(1) (1) 函数连续性概念是本节的重点．对学生要求懂得函数在一点和在区间上连续的定义，间断点的 分类．(2) 本节的难点是用较高的分析方法、技巧证明函数的连续性，可在此节中对较好学生布置有关习题．§2 连续函数的性质(一) 教学目的：掌握连续函数的局部性质和闭区间上连续函数的整体性质．(二) 教学内容：连续函数的局部保号性，局部有界性，四则运算；闭区间上连续函数的最大最小值定理，有界性定理，介值性定理，反函数的连续性，一致连续性．(1) 基本要求：掌握函数局部性质概念，可去间断点，跳跃间断点，第二类间断点；了解闭区间上连续函数的性质．(2) 较高要求：对一致连续性的深入理解．(三)教学建议：(1)函数连续性概念是本节的重点．要求学生掌握函数在一点和在区间上连续的定义，间断点的分类，了解连续函数的整体性质．对一致连续性作出几何上的解释．(2)(2)本节的难点是连续函数的整体性质，尤其是一致连续性和非一致连续性的特征．可在此节中对较好学生布置判别函数一致连续性的习题．§3 初等函数的连续性(一) 教学目的：了解指数函数的定义，掌握初等函数的连续性．(二) 教学内容：指数函数的定义；初等函数的连续性．(1) 基本要求：掌握初等函数的连续性．(2) 较高要求：掌握指数函数的严格定义．(三)教学建议：(1) 本节的重点是初等函数的连续性．要求学生会用初等函数的连续性计算极限．(2) 本节的难点是理解和掌握指数函数的性质．第五章导数和微分§1 导数的概念(一) 教学目的：掌握导数的概念，了解费马定理、达布定理．(二) 教学内容：函数的导数，函数的左导数，右导数，有限增量公式，导函数．(1) 基本要求：掌握函数在一点处的导数是差商的极限．了解导数的几何意义，理解费马定理．(2) 较高要求：理解达布定理．(三) 教学建议：(1) 本节的重点是导数的定义和导数的几何意义．会用定义计算函数在一点处的导数．(2) 本节的难点是达布定理．对较好学生可布置运用达布定理的习题．§2 求导法则(一) 教学目的：熟练掌握求导法则和熟记基本初等函数的求导公式．(二) 教学内容：导数的四则运算，反函数求导，复合函数的求导，基本初等函数的求导公式．基本要求：熟练掌握求导法则和熟记基本初等函数的求导公式．(三) 教学建议：求导法则的掌握和运用对以后的学习至关重要，要安排专门时间督促和检查学生学习情况．§3 参变量函数的导数(一) 教学目的：掌握参变量函数的导数的求导法则．(二) 教学内容：参变量函数的导数的求导法则．基本要求：熟练掌握参变量函数的导数的求导法则．(三) 教学建议：通过足量习题使学生掌握参变量函数的导数的求导法则．§4高阶导数(一) 教学目的：掌握高阶导数的概念，了解求高阶导数的莱布尼茨公式．(二) 教学内容：高阶导数；求高阶导数的莱布尼茨公式．(1)基本要求：掌握高阶导数的定义，能够计算给定函数的高阶导数．(2) 较高要求：掌握并理解参变量函数的二阶导数的求导公式．(三) 教学建议：(1) 本节的重点是高阶导数的概念和计算．要求学生熟练掌握．(2) 本节的难点是高阶导数的莱布尼茨公式，特别是参变量函数的二阶导数．要强调对参变量求导与对自变量求导的区别．可要求较好学生掌握求参变量函数的二阶导数．§5 微分(一) 教学目的：掌握微分的概念和微分的运算方法，了解高阶微分和微分在近似计算中的应用．(二) 教学内容：微分的概念，微分的运算法则，高阶微分，微分在近似计算中的应用．(1) 基本要求：掌握微分的概念，微分的运算法则，一阶微分形式的不变性．(2) 较高要求：掌握高阶微分的概念．(三) 教学建议：(1) 本节的重点是掌握微分的概念，要讲清微分是全增量的线性主部．(2) 本节的难点是高阶微分，可要求较好学生掌握这些概念．第六章微分中值定理及其应用§1 拉格朗日定理和函数的单调性(一) 教学目的：掌握罗尔中值定理和拉格朗日中值定理，会用导数判别函数的单调性．(二) 教学内容：罗尔中值定理；拉格朗日中值定理．(1) 基本要求：掌握罗尔中值定理和拉格朗日中值定理，会用导数判别函数的单调性．(2) 较高要求：掌握导数极限定理．(三) 教学建议：(1)(1)本节的重点是掌握罗尔中值定理和拉格朗日中值定理，要求牢记定理的条件与结论，知道证明的方法．(2)(2)本节的难点是用拉格朗日中值定理证明有关定理与解答有关习题．可要求较好学生掌握通过设辅助函数来运用微分中值定理．§2 柯西中值定理和不定式极限(一) 教学目的：了解柯西中值定理，掌握用洛必达法则求不定式极限． (二) 教学内容：柯西中值定理；洛必达法则的使用．(1) 基本要求：了解柯西中值定理，掌握用洛必达法则求各种不定式极限．(2) 较高要求：掌握洛必达法则 0型定理的证明．(三) 教学建议：(1) (1) 本节的重点是掌握用洛必达法则求各种不定式极限．可强调洛必达法则的重要性，并总结求各 种不定式极限的方法． (2) 本节的难点是掌握洛必达法则定理的证明，特别是 ∞∞型的证明．§3 泰勒公式(一) 教学目的：理解带佩亚诺余项和带拉格朗日余项的泰勒公式、麦克劳林公式．(二) 教学内容：带佩亚诺余项和带拉格朗日余项的泰勒公式、麦克劳林公式及其在近似计算中的应用．(1) 基本要求：了解带佩亚诺余项和带拉格朗日余项的泰勒公式、麦克劳林公式，熟记六个常见函数的麦克劳林公式． (2) 较高要求：用泰勒公式计算某些 0型极限．(三) 教学建议：(1) 本节的重点是理解带佩亚诺余项和带拉格朗日余项的泰勒公式、麦克劳林公式． (2) 本节的难点是掌握带佩亚诺余项和带拉格朗日余项的泰勒公式、麦克劳林公式的证明．对较好学生可要求掌握证明的方法． §4函数的极值与最大(小)值(一) 教学目的：掌握函数的极值与最大(小)值的概念． (二) 教学内容：函数的极值与最值．(1) 基本要求：掌握函数的极值的第一、二充分条件；学会求闭区间上连续函数的最值及其应用．(2) 较高要求：掌握函数的极值的第三充分条件． (三) 教学建议：教会学生以函数的不可导点和导函数（以及二阶导数）的零点（稳定点）分割函数定义域，作自变量、导函数（以及二阶导数）、函数的性态表，这个表给出函数的单调区间，凸区间，极值．这对后面的函数作图也有帮助．§5 函数的凸性与拐点(一) 教学目的：掌握函数的凸性与拐点的概念，应用函数的凸性证明不等式． (二) 教学内容：函数的凸性与拐点．(1) 基本要求：掌握函数的凸性与拐点的概念，应用函数的凸性证明不等式．(2) 较高要求：运用詹森不等式证明或构造不等式，左、右导数的存在与连续的关系． (三) 教学建议：(1) 教给学生判断凸性的充分条件即可，例如导函数单调． (2) 本节的难点是运用詹森不等式证明不等式．§6 函数图象的讨论(一) 教学目的：掌握函数图象的大致描绘．(二) 教学内容：作函数图象．(1) 基本要求：掌握直角坐标系下显式函数图象的大致描绘．(2) 较高要求：能描绘参数形式的函数图象．(三)教学建议：教会学生根据函数的性态表，以及函数的单调区间，凸区间，大致描绘函数图象．第七章实数的完备性§1关于实数集完备性的基本定理(一)教学目的：掌握区间套定理和柯西判别准则的证明，了解有限覆盖定理和聚点定理(较熟练运用致密性定理)．(二)教学内容：区间套定理、柯西判别准则的证明；聚点定理；有限覆盖定理．(1) 基本要求：掌握和运用区间套定理、致密性定理．(2)较高要求：掌握聚点定理和有限覆盖定理的证明与运用．(三) 教学建议：(1)(1)本节的重点是区间套定理和致密性定理．教会学生在什么样情况下应用区间套定理和致密性定理以及如何应用区间套定理和致密性定理．(2) 本节的难点是掌握聚点定理和有限覆盖定理．教会较好学生如何应用聚点定理和有限覆盖定理．§2 闭区间上的连续函数性质的证明(一) 教学目的：证明闭区间上的连续函数性质．(二) 教学内容：闭区间上的连续函数有界性的证明；闭区间上的连续函数的最大(小)值定理的证明；闭区间上的连续函数介值定理的证明；闭区间上的连续函数一致连续性的证明．(1)(1)基本要求：掌握用有限覆盖定理或用致密性定理证明闭区间上连续函数的有界性；用确界原理证明闭区间上的连续函数的最大(小)值定理；用区间套定理证明闭区间上的连续函数介值定理．(2) 较高要求：掌握用有限覆盖定理证明闭区间上的连续函数的有界性和一致连续性．(三) 教学建议：(1) 本节的重点是证明闭区间上的连续函数的性质．(2) 本节的难点是掌握用有限覆盖定理证明闭区间上的连续函数的一致连续性以及实数完备性的六大定理的等价性证明，对较好学生可布置这方面的习题．第八章不定积分§1不定积分的概念与基本积分公式(一) 教学目的：掌握原函数的概念和基本积分公式(二) 教学内容：原函数的概念；基本积分公式；不定积分的几何意义．基本要求：熟练掌握原函数的概念和基本积分公式．(三) 教学建议：(1) 不定积分是以后各种积分计算的基础，要求熟记基本积分公式表．(2) 适当扩充基本积分公式表．§2 换元积分法与分部积分法(一) 教学目的：掌握第一、二换元积分法与分部积分法．(二) 教学内容：第一、二换元积分法；分部积分法．基本要求：熟练掌握第一、二换元积分法与分部积分法．(三) 教学建议：(1) 布置足量的有关换元积分法与分部积分法的计算题．(2) 总结分部积分法的几种形式：升幂法，降幂法和循环法．§3 有理函数和可化为有理函数的不定积分(一) 教学目的：会计算有理函数和可化为有理函数的不定积分．(二) 教学内容：有理函数的不定积分；三角函数有理式的不定积分；某些无理根式的不定积分．(1) 基本要求：有理函数的不定积分；三角函数有理式的不定积分；某些无理根式的不定积分．(2) 较高要求：利用欧拉代换求某些无理根式的不定积分．(三) 教学建议：(1) 适当布置有理函数的不定积分，三角函数有理式的不定积分，某些无理根式的不定积分的习题．(2) 本节的难点是利用欧拉代换求某些无理根式的不定积分，可要求较好学生掌握．第九章定积分§1 定积分的概念(一) 教学目的：引进定积分的概念．(二) 教学内容：定积分的定义．基本要求：掌握定积分的定义，了解定积分的几何意义和物理意义．(三) 教学建议：要求掌握定积分的定义，并了解定积分的几何意义．§2 牛顿-莱布尼茨公式(一) 教学目的：熟练掌握和应用牛顿-莱布尼茨公式．(二) 教学内容：牛顿-莱布尼茨公式．(1) 基本要求：熟练掌握和应用牛顿-莱布尼茨公式．(2) 较高要求：利用定积分的定义来处理一些特殊的极限．(三) 教学建议：(1) 要求能证明并应用牛顿-莱布尼茨公式．(2) 利用定积分的定义来处理一些特殊的极限是一个难点，对学习较好的学生可布置这种类型的题目．§3 可积条件(一) 教学目的：理解定积分的充分条件，必要条件和充要条件．(二) 教学内容：定积分的充分条件和必要条件；可积函数类(1) 基本要求：掌握定积分的第一、二充要条件．(2) 较高要求：掌握定积分的第三充要条件．(三) 教学建议：(1) 理解定积分的第一、二充要条件是本节的重点，要求学生必须掌握．(2) 证明定积分的第一、二、三充要条件是本节的难点．对较好学生可要求掌握这些定理的证明以及证明某些函数的不可积性．§4定积分的性质(一) 教学目的：掌握定积分的性质．(二) 教学内容：定积分的基本性质；积分第一中值定理．(1) 基本要求：掌握定积分的基本性质和积分第一中值定理．(2) 较高要求：较难的积分不等式的证明．(三) 教学建议：(1) 定积分的基本性质和积分第一中值定理是本节的重点，要求学生必须掌握并灵活应用．(2) 较难的积分不等式的证明是本节的难点．对较好学生可布置这方面的习题．§5 微积分学基本定理(一) 教学目的：掌握微积分学基本定理．(二) 教学内容：变上限的定积分；变下限的定积分；微积分学基本定理；积分第二中值定理，换元积分法；分部积分法；泰勒公式的积分型余项．(1) 基本要求：掌握变限的定积分的概念；掌握微积分学基本定理和换元积分法及分部积分法．(2) 较高要求：掌握积分第二中值定理和泰勒公式的积分型余项．(三)教学建议：(1) 微积分学基本定理是本节的重点，要求学生必须掌握微积分学基本定理完整的条件与结论．(2) 积分第二中值定理和泰勒公式的积分型余项是本节的难点．对较好学生要求他们了解这些内容．第十章定积分的应用§1平面图形的面积(一) 教学目的：掌握平面图形面积的计算公式．(二) 教学内容：平面图形面积的计算公式．(1) 基本要求：掌握平面图形面积的计算公式，包括参量方程及极坐标方程所定义的平面图形面积的计算公式．(2) 较高要求：提出微元法的要领．(三) 教学建议：(1)本节的重点是平面图形面积的计算公式，要求学生必须熟记并在应用中熟练掌握．(二) 教学内容：无穷积分；瑕积分．基本要求：掌握无穷积分与瑕积分的定义与计算方法．(三) 教学建议：讲清反常积分是变限积分的极限．(2) 领会微元法的要领．§2 由平行截面面积求体积(一) 教学目的：掌握由平行截面面积求体积的计算公式(二) 教学内容：由平行截面面积求体积的计算公式．基本要求：掌握由平行截面面积求体积的计算公式．(三) 教学建议：(1) 要求学生必须熟记由平行截面面积求体积的计算公式并在应用中熟练掌握．(2) 进一步领会微元法的要领．§3 平面曲线的弧长与曲率(一) 教学目的：掌握平面曲线的弧长与曲率(二) 教学内容：平面曲线的弧长与曲率的计算公式．(1) 基本要求：掌握平面曲线的弧长计算公式．(2) 较高要求：掌握平面曲线的曲率计算公式．(三) 教学建议：(1) 要求学生必须熟记平面曲线的弧长计算公式．(2) 对较好学生可要求他们掌握平面曲线的曲率计算公式．§4 旋转曲面的面积(一) 教学目的：掌握旋转曲面的面积计算公式．(二) 教学内容：旋转曲面的面积计算公式．基本要求：掌握求旋转曲面的面积的计算公式，包括求由参数方程定义的旋转曲面的面积；掌握平面曲线的曲率的计算公式．(三) 教学建议：要求学生必须熟记旋转曲面面积的计算公式，掌握由参数方程定义的旋转曲面的面积．§5 定积分在物理中的某些应用(一) 教学目的：掌握定积分在物理中的应用的基本方法．(二) 教学内容：液体静压力；引力；功与平均功率．(1) 基本要求：要求学生掌握求液体静压力、引力、功与平均功率的计算公式．(2) 较高要求：要求学生运用微元法导出求液体静压力、引力、功与平均功率的计算公式．(三) 教学建议：要求学生必须理解和会用求液体静压力、引力、功与平均功率的计算公式．十一章反常积分§1反常积分的概念(一) 教学目的：掌握反常积分的定义与计算方法．。
华东师范大学数学系《数学分析》讲义不定积分【圣才出品】
设函数 f（x）在区间 I 上有定义， (t) 在区间 J 上可导，且(J ) I ．
（1）如果不定积分 f (x)dx F(x) C 在 I 上存在，则不定积分 f ((t))' (t)dt 在
J 上也存在，且
f ((t))'(t)dt F((t)) C
（2）如果 x (t) 在 J 上存在反函数， t 1(x) ，x∈I，且不定积分 f (x)dx 在 I 上 存在，则当不定积分 f ( (t)) '(t)dt G(t) C 在 J 上存在时，在 I 上有
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I 上有
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f (x)dx G( 1(x)) C
2.分部积分法
若 u（x）与 v（x）可导，不定积分 u '(x)v(x)dx 存在，则 u(x)v '(x)dx 也存在，并有 u(x)v '(x)dx u(x)v(x) u '(x)v(x)dx
三、有理函数和可化为有理函数的不定积分
1.有理函数的不定积分
（1）一般形式
其中 n，m 为非负整数，a0，a1，…，an 与β0，β1，…，βm 都是常数，且 a0≠0，β0≠0．若 m＞n，则称它为真分式；若 m≤n，则称它为假分式．
（2）分解成部分分式和的步骤： ①对分母 Q（x）在实系数内作标准分解
F (x) f (x), x I 则称 F 为 f 在区间 I 上的一个原函数．
②函数 f 在区间 I 上的全体原函数称为 f 在 I 上的不定积分，记作
f (x)dx
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其中称∫为积分号，f（x）为被积函数，f（x）dx 为被积表达式，x 为积分变量．
【精品】数学分析教案_(华东师大版)上册全集_1-10章
数学分析教案_(华东师大版)上册全集_1-10章第一章实数集与函数导言数学分析课程简介( 2 学时 )一、数学分析(mathematical analysis)简介:1.背景: 从切线、面积、计算 32sin、实数定义等问题引入.2.极限 ( limit ) ——变量数学的基本运算：3.数学分析的基本内容：数学分析以极限为基本思想和基本运算研究变实值函数.主要研究微分(differential)和积分(integration)两种特殊的极限运算,利用这两种运算从微观和宏观两个方面研究函数, 并依据这些运算引进并研究一些非初等函数. 数学分析基本上是连续函数的微积分理论.微积运算是高等数学的基本运算.数学分析与微积分(calculus)的区别.二、数学分析的形成过程：1.孕育于古希腊时期：在我国，很早就有极限思想. 纪元前三世纪, Archimedes就有了积分思想.2.十七世纪以前是一个漫长的酝酿时期,是微积分思想的发展、成果的积累时期.3.十七世纪下半叶到十九世纪上半叶——微积分的创建时期.4.十九世纪上半叶到二十世纪上半叶——分析学理论的完善和重建时期：三、数学分析课的特点:逻辑性很强, 很细致, 很深刻; 先难后易, 是说开头四章有一定的难度, 倘能努力学懂前四章(或前四章的), 后面的学习就会容易一些; 只要在课堂上专心听讲, 一般是可以听得懂的, 但即便能听懂, 习题还是难以顺利完成. 这是因为数学分析技巧性很强, 只了解基本的理论和方法, 不辅以相应的技巧, 是很难顺利应用理论和方法的. 论证训练是数学分析课基本的,也是重要的内容之一, 也是最难的内容之一. 一般懂得了证明后, 能把证明准确、严密、简练地用数学的语言和符号书写出来，似乎是更难的一件事. 因此, 理解证明的思维方式, 学习基本的证明方法, 掌握叙述和书写证明的一般语言和格式, 是数学分析教学贯穿始终的一项任务.有鉴于此, 建议的学习方法是: 预习, 课堂上认真听讲, 必须记笔记, 但要注意以听为主, 力争在课堂上能听懂七、八成. 课后不要急于完成作业, 先认真整理笔记, 补充课堂讲授中太简或跳过的推导, 阅读教科书, 学习证明或推导的叙述和书写. 基本掌握了课堂教学内容后, 再去做作业. 在学习中, 要养成多想问题的习惯.四、课堂讲授方法:1.关于教材及参考书:这是大学与中学教学不同的地方, 本课程主要从以下教科书中取材:[1]华东师范大学数学系编，数学分析，高等教育出版社，2001；[2]刘玉琏傅沛仁编，数学分析讲义，高等教育出版社，1992；[3]谢惠民，恽自求等数学分析习题课讲义，高等教育出版社，2003；[4]马振民，数学分析的方法与技巧选讲，兰州大学出版社，1999；[5]林源渠，方企勤数学分析解题指南，北京大学出版社，2003.2.本课程按[1]的逻辑顺序并在其中取材.本课程为适应教学改革的要求，只介绍数学分析最基本的内容，并加强实践环节，注重学生的创新能力的培养。
数学分析第八章 不定积分
或 df (x) f (x) C.
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3 不定积分的几何意义 函数f(x)的原函数的图形称 为f(x)的积分曲线。 函数f(x)的积分曲线有无限 多条。函数f(x)的不定积分 表示f(x)的一簇积分曲线， 而f(x)正是积分曲线的斜率。
结论: 若函数F为f 在区间I上的一个原函数,则 {F(x) c | c R}为f 在I上的原函数全体.
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(二) 不定积分
1. 定义2：函数f (x)在区间I上的全体原函数, 称 为f 在I上的不定积分，记作
f (x)dx
(3)
积分号 被积函数 积分变量
注1. 符号 f (x)dx 是一个整体记号.
1 (102x 102x ) 2x c 2 ln 10
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8) sec2 xdx tanx C
8 (tanx)' sec2 x
9) csc2 xdx cotx C 9 (cotx)' csc2 x
10) dx arcsin x C 10 (arcsin x)' 1
1 x2
1 x2
11)
dx 1 x2
arctanx C
11
(f g) = f g + f g ,
(f [ ]) = f [ ] 这些计算方法加上基本初等函数的导数公式， 我们可以解决初等函数的求导问题，即是，若 f 为 初等函数， f 的表达式能求出.
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我们现在来研究第五章求导问题的逆问题。
问题：在已知 f 的表达式时，f 的表 达式是什么形式呢？
1 (arctanx)' 1 x2
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数学分析第八章不定积分
数 , 则 k1 f + k2 g 在 I 上也存在原函数 , 且
∫ ∫ ∫ [ k1 f ( x ) + k2 g( x) ] d x = k1 f ( x) d x + k2 g( x ) d x .
( 5)
证 这是因为
∫ ∫ ∫ ∫ k1 f ( x )d x + k 2 g( x) d x ′= k1 f ( x )d x ′+ k 2 g( x) d x ′
知函数 .提出这个逆问题 , 首先是因为它出现在许多实际问题之中
.例如 : 已知速
度求路程 ; 已知加速度求速度 ; 已知曲线 上每一 点处 的切线 斜率 ( 或斜率 所满 足
的某一规律 ) , 求曲线方程等等 .本章与 其后两 章 ( 定 积分与 定积 分的 应用 ) 构 成
一元函数积分学 .一 原函数与不定积分源自(2 , 5) .3 . 验证
y=
x
2
sgn
x
是
| x| 在
∫ v( t) = ad t = at + C .
若已知 v( t0 ) = v0 , 代入上式后确定积分常数 C = v0 - at0 , 于是就有
v( t ) = a( t - t0 ) + v 0 . 又因 s′( t) = v( t ) , 所以又有
∫ s( t) = [ a( t - t 0 ) + v 0] d t
2 (-
1 cos 2x
都是 )′=
sin 2 x 在 ( - ∞ , + ∞ ) 上的原函数 ( - 1 cos 2 x + 1)′= sin 2 x .
, 因为
2
2
如果这些简单的例子都可从基本求导公式反推而得的话
华东师范大学数学系编数学分析第三版上册教案
§3 几类可积的初等函数教学目的：会计算有理函数和可化为有理函数的不定积分．教学内容：有理函数的不定积分；三角函数有理式的不定积分；某些无理根式的不定积分．(1) 基本要求：有理函数的不定积分；三角函数有理式的不定积分；某些无理根式的不定积分．(2) 较高要求：利用欧拉代换求某些无理根式的不定积分．教学建议：(1) 适当布置有理函数的不定积分，三角函数有理式的不定积分，某些无理根式的不定积分的习题．(2) 本节的难点是利用欧拉代换求某些无理根式的不定积分，可要求较好学生掌握． 教学程序：1.有理函数的积分法称形如（3.1）101()n n n P x a x a x a -=+++ n 的函数为多项式函数.其中，用表示多项式的关于变量,0,1,,k a R k ∈= deg ()P x ()P x x 的次数.设与是任意两个互质的多项式函数，称形如()P x ()Q x ()()P x Q x (（3.2） )()()0Q x ≠x =()()P x Q x ，当R deg ()deg ()P x Q x R ()<时，称的函数为有理函数，记作x 为有理真分式，当时，称deg ()deg ()P x Q x ≥()R x 为有理假分式.显然任何一个有理假分式()x =()()P x Q x ，用多项式函数除以多项式函数，总能将R ()P x ()Q x ()R x 表示成为一个多项式函数与一个有理真分式之和.即()()()()()P x S x P x Q x Q x =+ R ()x =其中与均为多项式函数，且()Px ()S x deg ()deg ()S x Q x <.例如 3221111x x x x x +-=-++ 所以讨论有理函数的积分，由于多项式函数是可积的，故只须讨论有理真分式是否可积.我们首先考虑如下最简分式 ⑴A x a-；⑵,2,3,()n A n x a =- ；⑶2Ax B x px q +++；⑷2,2,3,()n Ax B n x px q +=++ . 的积分方法.其中,,,A B p q 皆为实常数，二次三项式2x px q ++不能分解为实一次多项式之积，即.240p q -<显然⑴ln dx A x a C A x a =-+-⎰ ⑵11()1()n n A A dx C x a n x a -=+---⎰ 而 ⑶222()()22()()24p Ap A x B Ax B dx dx p p x px q x q ++-+=+++++⎰⎰ 设2p u x =+，a =，有 2Ax B dx x px q +=++⎰2222(2udu Ap du A B u a u a +-++⎰⎰= 221ln()(arctan 22A Ap u a B C a a++-+u =2ln()2A x px q C ++ 又2()n Ax B dx x px q +=++⎰222()1(2()2()n A x px q Ap B dx x px q x px q '⎡⎤+++-=⎢⎥''++++⎣⎦⎰ 21221()(212()()24n n A Ap x px q B n p p x q -+++--⎡⎤++-⎢⎥⎣⎦⎰dx （3.3） 在式（3.3）右端积分中，令2p u x =+，a = 22()()24n dx p p x q =⎡⎤++-⎢⎥⎣⎦⎰22()n n du I u a =+⎰根据式（2.7），积分n I 有如下递推公式n I =122212122(1)()2(1)n n u n 3I a n u a a n ---+-+-，2,3,n = （3.4） 且1221arctan du u I C u a a a ==+⎰+ 从1I 出发，重复应用n I 的递推公式（3.4），再代回原变量2p u x =+及a =，即可求出类型（4）的最简分式的不定积分.关于有理真分式的分解，我们有如下定理.【定理3.1】设()=()()P x Q x 是一个有理真分式，且分母多项式函数 R x 1122111()()()()()s t r l r l s t Q x x a x a x p x q x p x q =--++++ t t R其中，，111,,;,,,,s t a a p q p q ∈ 240k k p q -<1,2,,k t = ，则()R x 有下列最简分式分解式()=11111111()()s s s s r r r r s s A A A A x a x a x a x +++++++--- R x a - 111111111221111()l l l B x C B x C x p x q x p x q ++++++++++ 1122()t tt t t t t l l l t t t tB xC B x C x p x q x p x q ++++++++ 其中11111111111111,,;;,,;,,;,;;,,,,s t t s s t t t t r r l l l l 1A A A A B C B C B C B C R ∈ . 定理3.1说明任何有理真分式一定可以分解为若干个最简分式之和，而上面的讨论展示了⑴～⑷种类型的最简分式的可积性.从而可知有理函数一定是可积的.【例3.1】把函数()()()21322xx x x x -+++分解为最简分式之和，并求其不定积分.【解】由定理3.1知，给定函数的最简分式分解式应为()()()21322x x x x x -+++=21322A B Cx D x x x x +++-+++消去分母，有22(3)(22)(1)(22)()(1)(3)x A x x x B x x x Cx D x x =++++-++++-+比较上式两端同次幂系数，有586A A AA ⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩2B B B ++-23C C C ++-23D D D ++-0010==== 解此代数方程，有131,,,20205A B C D 0===-= 于是 ()()()21322xx x x x -+++=211311*********x x x x x +--+++ 从而()()()21322xdx x x x x =-+++⎰2131201203522dx dx xdx x x x x +--++⎰⎰⎰+=22131(2ln 1ln 320201022d x x x x x x ++-++-+++⎰2) 21(1)5(1)1d x x +++⎰=3221(1)(3)ln 20(22)x x x x -++++ 1arctan(1)5x C ++ 【例3.2】计算()()22211xdx x x++⎰. 【解】设()()()22222211111x A Bx C Dx E x x x x x ++=+++++++消去分母，有()()()()()(2222111x A x Bx C x x Dx E x =++++++++)11x =-24（3.6） 在式（3.6）中令，有A -=，即12A =-；令x i =，有2()(1)i Di E i =++)= ()(D E i E D ++-，于是1D E ==20D E D E +=⎧⎨-+=⎩将1,2A D E =-==10x 代入式（3.6），并令=，有 1101,22C C =-++=- 再令1x =，有1124()44,22B B =-⋅+-⋅+=12于是()()22211xdx x x ++⎰=2222121(1)dx dx x x x 1111dx x x -+=-+++++⎰⎰⎰ 221121ln 12412x d x dx 1x x x -++-+++⎰⎰ 22122(1)x dx x +⎰+22(1)dx x +⎰= 22211111ln arctan 4(1)221x x x x +--+++ 11arctan 212x x C x +++（利用公式3.4）= 222111ln 4(1)2(1)x x C x x +-++++ 从例3.1和例3.2可见，用求有理真分式的最简分式分解式的方法求其积分往往很麻烦，况且有些有理函数的分母多项式根本就无法分解因式，所以，当我们求有理函数的积分时，应尽可能地考虑是否有其它更简便的解法.【例3.3】计算()101dx x x +⎰. 【解】在实数域内，要将分解因式，是相当困难的，故此题不宜用求最简分式分解式的方法来计算，然而101x +()101dx x x +⎰=()91010101010111(1011x dx dx x x x x =-++⎰⎰=10101ln 101x C x ++ 2.三角有理函数的积分法称由函数sin ,cos x x 与常数经过有限次四则运算而成的代数有理式为三角有理函数，记作(sin ,cos )R x x .由于tan ,cot ,sec x x x 与csc x 都是由sin ,cos x x 与常数所构成，所以六个三角函数有理式都可化为(sin ,cos )R x x 的形式.关于三角有理函数的积分，我们在前面已进行了一些讨论，现总结一下，得到以下规律： （I ）()sin cos R x xd ⎰x =，令；sin u x ()cos sin R x xd ⎰x cos =，令u x ；()2tan sec R x x ⎰dx tan =，令u x .【例3.4】（1）334sin cos5sin cos sin x xdx x xd x ==⎰⎰322357sin (1sin )sin (sin 2sin sin )x x d x x x x dx -=-+⎰⎰=448sin sin sin 438111x x x C -++ （2）()()4222sec sec 1tan 1tan tan xdx x x dx x d x =+=+⎰⎰⎰=3tan tan 31x x C ++ （Ⅱ）(sin ,cos )(sin ,cos )R x x R x x =--由于(sin ,cos )(tan cos ,cos )R x x R x x x ==1(tan ,cos )R x x ，且1(tan ,cos )R x x -=(tan (cos ),cos )R x x --x (sin ,cos )=R x x --=(sin ,cos )R x x =1(tan ,cos )R x x知，1R 必为tan x 与2cos x 的有理函数，即可设(sin ,cos )R x x =1(tan ,cos )R x x =22(tan ,cos )R x x于是，令u x ，则tan =arctan x u =，21du dx u =+，从而积分 222(sin ,cos )(,)11R x x dx R u u u =++⎰⎰1du 转化为有理函数的积分，根据上一小节的讨论，它是可积的.【例3.5】计算22cos 2sin x dx x-⎰. 【解】令2222222211tan tan ,cos ,sin 1tan 11tan 1x u u x x x x u x u =====++++，21du dx u =+，于是 ()()222222221cos 12sin 11221x du du u dx u x u u u u +==-+++-=+⎰⎰⎰2211(arctan 12du u C u u -=++⎰=x C + （Ⅲ）对任意的三角有理函数(sin ,cos )R x x ，可作万能代换tan2x u =，将其变为有理函数，事实上令tan 2x u =，2arctan u =，21dx u =2+，而 x 2222sin cos 222sin 1sin cos 22x x u x x x u =22tan 21tan 2x x == +++22222222cos sin 1tan 1222cos 1sin cos 1tan 222x x x u x x x x u ---===+++ 于是2222212(sin ,cos )(,111u u u R x x dx R d u u u-=+++⎰⎰u 【例3.6】⑴12sin dx x +⎰tan2x u ==22121121du u u +++⎰= ()()2222(22412du d u u u u +==+++-⎰⎰)C +=C + ⑵tan 2sin 22sin 2sin (cos 1)xu dx dx x x x x ===++⎰⎰ 22221211()21142(1)11du u du u u u u u u =+-++++⎰⎰= 22111(ln )[ln tan (tan ]424222u x u C ++=++x C3.某些无理函数的积分法一些无理函数的不定积分，通过适当的变量代换，可以化为有理函数的不定积分.（Ⅰ）(R x d ⎰x . 其中,,,,0R αβγδαδβγ∈-≠，.,m n N ∈p 是的最小公倍数，设u ,m n=，则 设1,(p pp x u u x x u αβδβγδγα+-+===+-)R u于是(R x dx ⎰=11[(),,]()m n p p R R u u u R u du '⎰ 由于1()R t 1()，t '均为有理函数，,N m n p p ∈，所以上式右端为有理函数的不定积分. R 【例3.7】（1）114112772131151********u xx xu u dx u du u u x x =++==++⎰⎰ 543211414(1)1u du u u u u du u +=-+-++⎰⎰= 543214()5432u u u u u C -+-++= 21517714141471414523x x x x u -+++C （2）=令u =3311u x u +=-，2326(1)u dx du u -=-，代入原式，有⎰2332331631(1)111u d u du u u u u -u =-=+--+-⎰⎰ 2212121()ln 1112u u du u du u u u u u +=-+-++++⎰⎰1+++21221311ln 212(1)2u du u u C u u u +++=++-⎰+= 31311ln 2(1)u C u -+-=3111ln (1)1)21x C x +--+-=3ln 2C -+ 其中1ln 22C C =+. （Ⅱ）某些最简无理函数的不定积分可直接利用基本积分表求.【例3.8】⑴===C C +=+⑵11()u x d ===-⎰=-=-⎰=11arcsin arcsin 22u x C C x+++-+=-⑶134=-=12212(245)4x x ⋅++=1221(245)1)2x x x ++++C。
8-2——华东师范大学数学分析课件PPT
(3)
xdx
1
1
d(x 1
);
(4)
cos xdx d(sin x);
(5)
sin xdx d(cos x);
(6)
1 x
dx
d( ln
x
);
(7) sec2 x dx d( tan x); (8)
dx 1 x2 d(arctan x).
数学分析 第八章 不定积分
高等教育出版社
§2 换元积分法与分部积分法
|
t
1 |
C
2 x 33 x 66 x 6 ln | 6 x 1 | C.
高等教育出版社
§2 换元积分法与分部积分法
换换元元积积分分法法
分部积分法
证 (i) 用复合函数求导法则验证：因对任何t J ,
有
d F (t) F(t)(t) f (t)(t).
dt
(ii)设 f ( x)dx F( x) C.对任何t J ,有
F (t) G(t) F(t)(t) G(t)
dx
1 2a
d( x a) xa
1 2a
d( x a) xa
1 2a
ln
|
x
a
|
1 2a
ln
|
x
a
|
1 ln x a C. 2a x a
数学分析 第八章 不定积分
高等教育出版社
§2 换元积分法与分部积分法
换元积分法
分部积分法
例3 求 x 1 x2dx.
解
x 1 x2dx 1
f (t)(t) f (t)(t) 0.
所以存在常数C，使F (t) G(t) C,
故
G( 1( x)) F(x) f (x).
数学分析(第81节不定积分概念与基本积分公式)
的一个原函数.
x 0, [ln( x)] 1 ( x) 1 ,
x
x
ln(
x
)
是
1 x
在
(,
0)
的一个原函数.
dx x
ln
x
C.
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例4 设曲线通过点(1,3),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.
解 设曲线方程为 y f ( x),
F ( x) f ( x)，x I .
注 (i) 连续函数一定有原函数； (ii) 任一函数的原函数（若存在）有无穷多；
cR
(F( x) C) f ( x).
(iii)函数的两个原函数间相差一个常数；
若F( x) f ( x), ( x) f ( x),则 [F( x) ( x)] f ( x) f ( x) 0 F( x) ( x) C.
5、若 f ( x)在某区间上______，则在该区间上 f ( x)的
原函数一定存在；
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6、 x xdx ______________________；
7、
dx x2 x
_______________________；
8、 ( x 2 3x 2)dx _________________；
等式成立.
（此性质可推广到有限多个函数之和的情况）
(2) kf ( x)dx k f ( x)dx. （k 是常数，k 0)
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例5 求不定积分 (ex 3cos x)dx.
解 (ex 3cos x)dx exdx 3 cosdx
8、数学分析讲义 - CH08(不定积分)-22页 文字版
设 f (x) C[a,b], f (x) 0 ，由曲线 y f (x), x a, x b, y 0 就围成了一个平面图 形，称为 [a, b] 上曲边梯形。下面求这个曲边梯形的面积。
设 F (x) 是区间[a, x] 上的曲边梯形的面积（ x [a,b] ， F (a) 0 ）
e3 x
2
dx
e3 x d (3
x ) 2 e3 x C
x3
3
【例 7】 sin3 xdx sin2 x sin xdx (cos2 x 1)d cos x 1 cos3 x cos x C 3
【例 8】求 sec xdx.
解法一
sec
xdx
cos x
cos2
dx x
d(sin x) 1 sin2 x
sin
u
C
u
2x
1 sin 2x 2
C
【例 2】
tan
xdx
sin cos
x dx x
d
(cos x) cos x
ln cos x C.
（2）
6 中国矿业大学数学学院胡建华
华师大数学分析(第五版)讲义 第 8 章 不定积分
【例 3】
dx a2 x2
1 a
d
x a
1
x a
2
1 arctan x C.
42
【例 2】
x4 x2
1dx 1
x4 x2
1 1
2dx
(x2
1
2
x2
)dx 1
1 x3 x 2 arctan x C. 3
【例 3】
数学分析课本(华师大三版)
数学分析课本(华师大三版)篇一：数学分析课本(华师大三版)-习题及答案第八章第八章不定积分一. 填空题x1．若f?(e)?1?x，则f(x)?___________2．设f(x)的一个原函数为xe，则?xf?(x)dx?_____________ 3．若e?xx是f(x)的一个原函数，则?xf(x)dx?________________4．若f(x)?1，则f(x)?____________ 5．?max(x,x)dx?___________________6．若f(x)有原函数xlnx，则?xf??(x)dx?_______________ 7．?ln(sinx)sin2?3??2xdx?________________8．若?dx(1?2cosx)2?Asinx1?2cosx?B?dx1?2cosx，则A?__________，B?__________ 9．设?xf(x)dx?arcsinx?C，则? dxx(4?x)lnx?1x2dxf(x)?_________10．??_________________11．?dx?_________________12．?13．?14．??a?sin(lnx)?cos(lnx)nx?________________?f(x)?xf?(x)?dxdx1?ex?________________?_____________15．?16．?xex2(1?x)dx?_____________________4sinx?3cosxsinx?2cosxdx?______________217．已知f?(2?cosx)?sinx?tan 2x，则f(x)?_______________ 18．?f?(x)1??f(x)?2dx?______________19. 若?f(x)dx?F(x)?C,而u??(x),则?f(u)du?___________. 20设函数f(x)的二阶导数f??(x)连续,那么?xf??(x)dx?__________. 21设f(x)的原函数是sinxx,则?xf?(x)dx?__________.11222已知曲线y?f(x)上任一点的切线斜率为3x2?3x?6,且x??1时,y?则f(x)?__________;f(x)的极小值是__________.1?x2是极大值,23已知一个函数的导数为f(x)?,并且当x?1时,这个函数值等于32?,则这个函数为F(x)?__________. 24 设f?(sin2x)?cosx(x?1),则f(x)?__________.225 若f(x)为连续函数,且f?(x)?f(x),则?f(x)dx?__________.26 若(?f(x)dx)??lnx,则f(x)?__________. 27 已知e28?x2是f(x)的一个原函数,则?f(tanx)secxdx?__________.22?f()dx?__________. 2xx1?x29 设f(x)dx??C,则f(x)?__________.1?x?1?30 在积分曲线族?二、选择填空题 1．设I?1xxdx中,过(1,1)点的积分曲线是y?__________.?xe?1e?1xx，则I?()(1?e)?C (1?e)?x?C ?2ln(1?e)?C (e?1)?C2．设f(x)是连续的偶函数，则期原函数F(x)一定是() A.偶函数B.奇函数C.非奇非偶函数 D.有一个是奇函数xxx3．设I1??1?xdx,I2??du，则存在函数u?u(x)，使()x(1?xex)u(1?u)?I2?x ?I2?x ??I1 ?I1 4．当n??1时，?xn lnxdx?() nn?1n(lnx?1n)?C B.xn?1(lnx?1n?1)?Cn?1?1xn?1xn(lnx?1n?1)?CD.n?1lnx?C 7．?(cosx2 ?sinx2)dx?() (sinx?cos x)?C (cos xx222?sin 2)?C?cosxxx22?C?sin2?C8．?x?sinx1?cosxdx?()??2cotx??C9．若f(x)的导函数是e?x?cosx，则f(x)的一个原函数为()?x?cosxB.?e?x?sinxC.?e?x??x?sinx10．若f(x)是以l为周期的连续函数，则其原函数()。
数学分析教案(华东师大版)不定积分
第八章不定积分教学要求：1.积分法是微分法的逆运算.要求学生：深刻理解不定积分的概念，掌握原函数与不定积分的概念及其之间的区别；掌握不定积分的线性运算法则，熟练掌握不定积分的基本积分公式.2.换元积分公式与分部积分公式在本章中处于十分重要的地位.要求学生：牢记换元积分公式和选取替换函数（或凑微分）的原则，并能恰当地选取替换函数（或凑微分），熟练地应用换元积分公式；牢记分部积分公式，知道求哪些函数的不定积分运用分部积分公式，并能恰当地将被积表达式分成两部分的乘积，熟练地应用分部积分公式；独立地完成一定数量的不定积分练习题，从而逐步达到快而准的求出不定积分.3.有理函数的不定积分是求无理函数和三角函数有理式不定积分的基础.要求学生：掌握化有理函数为分项分式的方法；会求四种有理最简真分式的不定积分，知道有理函数的不定积分（原函数）还是初等函数；学会求某些有理函数的不定积分的技巧；掌握求某些简单无理函数和三角函数有理式不定积分的方法，从理论上认识到这些函数的不定积分都能用初等函数表示出来.教学重点：深刻理解不定积分的概念；熟练地应用换元积分公式；熟练地应用分部积分公式；教学时数：18学时§ 1 不定积分概念与基本公式（ 4学时）教学要求：积分法是微分法的逆运算.要求学生：深刻理解不定积分的概念，掌握原函数与不定积分的概念及其之间的区别；掌握不定积分的线性运算法则，熟练掌握不定积分的基本积分公式.教学重点：深刻理解不定积分的概念.一、新课引入：微分问题的反问题，运算的反运算.二、讲授新课：（一）不定积分的定义:1.原函数：例1填空: ; ( ;; ; ;.是的一个原函数.定义. 注意原函数的个数:Th 若是在区间上的一个原函数, 则对，都是在区间有原函数，则的全体原函数所成集合为可见，若{│Ｒ}.原函数的存在性: 连续函数必有原函数. ( 下章给出证明 ).在区间上有原函数,可见, 初等函数在其定义域内有原函数; 若则在区间上有介值性.例2. 已知2.不定积分——原函数族：定义；不定积分的记法；几何意义.例3 ; .和有原函数.（二）不定积分的基本性质: 以下设⑴.(先积分后求导, 形式不变应记牢！).⑵.(先求导后积分, 多个常数需当心！)⑶时，（被积函数乘系数，积分运算往外挪！）⑷由⑶、⑷可见, 不定积分是线性运算, 即对, 有( 当时,上式右端应理解为任意常数. ). 求. (=2 ).例4例5 .（四）．利用初等化简计算不定积分:例6. 求.例7.例8.例9.例10 ⑴; ⑵例11 .例12 .三、小结§2换元积分法与分部积分法（1 0 学时）教学要求：换元积分公式与分部积分公式在本章中处于十分重要的地位.要求学生：牢记换元积分公式和选取替换函数（或凑微分）的原则，并能恰当地选取替换函数（或凑微分），熟练地应用换元积分公式；牢记分部积分公式，知道求哪些函数的不定积分运用分部积分公式，并能恰当地将被积表达式分成两部分的乘积，熟练地应用分部积分公式；独立地完成一定数量的不定积分练习题，从而逐步达到快而准的求出不定积分.教学重点：熟练地应用换元积分公式；熟练地应用分部积分公式；一、新课引入：由直接积分的局限性引入二、讲授新课：（一）. 第一类换元法——凑微分法：由引出凑微公式.Th1若连续可导, 则该定理即为：若函数能分解为就有.例1 .例2 .例3常见微分凑法：凑法1例4例5例6例7由例4—7可见，常可用初等化简把被积函数化为型，然后用凑法1.例8⑴. ⑵.凑法2 . 特别地, 有.和.例9 .例10例11 .例12=.凑法3例13 ⑴⑵例14例15.例16凑法4 .例17凑法5例18凑法6.例19. 其他凑法举例:例20.例21例22.例23.例24.例25例26 .三、小结（二）第二类换元法——拆微法：从积分出发，从两个方向用凑微法计算，即= ==引出拆微原理.是单调的可微函数,并且又具有原Th2 设函数. 则有换元公式(证)常用代换有所谓无理代换, 三角代换, 双曲代换, 倒代换, 万能代换, Euler代换等.我们着重介绍三角代换和无理代换.1. 三角代换:⑴正弦代换: 正弦代换简称为“弦换”. 是针对型如的, 则根式施行的, 目的是去掉根号. 方法是: 令例27解法一直接积分; 解法二用弦换.例28.例29.⑵正切代换: 正切代换简称为“切换”. 是针对型如的根式施行的, 目的是去掉根号. 方法是: 利用三角公式即. 此时有令变量还原时, 常用所谓辅助三角形法.例30.解令有. 利用例22的结果, 并用辅助三角形, 有==例31的⑶正割代换: 正割代换简称为“割换”. 是针对型如根式施行的, 目的是去掉根号. 方法是: 利用三角公式令有变量还愿时, 常用辅助三角形法.例32解.例33.解法一（用割换）解法二（凑微）2.无理代换:的有理式时, 设为的最小公若被积函数是倍数,作代换, 有.可化被积函数为的有理函数.例34 .例35.若被积函数中只有一种根式或可试作代换或. 从中解出来.例36 .例37例38 (给出两种解法)例39.本题还可用割换计算, 但较繁.双曲代换:利用双曲函数恒等式, 令, 可3.去掉型如的根式. . 化简时常用到双曲函数的一些恒等式,如:例40.本题可用切换计算,但归结为积分, 该积分计算较繁. 参阅后面习题课例3.例41解.例42.解4.倒代换: 当分母次数高于分子次数, 且分子分母均为“因式”时, 可试用倒代换例43.5.万能代换: 万能代换常用于三角函数有理式的积分(参[1]P261). 令，就有，，例44.解法一 ( 用万能代换 ) . 解法二( 用初等化简 ) .解法三 ( 用初等化简, 并凑微 )例45解=.代换法是一种很灵活的方法.三、小结（三）. 分部积分法:导出分部积分公式.介绍使用分部积分公式的一般原则.1. 幂X型函数的积分: 分部积分追求的目标之一是: 对被积函数两因子之一争取求导, 以使该因子有较大简化, 特别是能降幂或变成代数函数. 代价是另一因子用其原函数代替( 一般会变繁 ), 但总体上应使积分简化或能直接积出. 对“幂”型的积分, 使用分部积分法可使“幂”降次, 或对“”求导以使其成为代数函数.例46 (幂对搭配，取对为u)例47 (幂三搭配，取幂为u)例48 (幂指搭配，取幂为u)例49 (幂指搭配，取幂为u)例50例51 (幂反搭配，取反为u)例522建立所求积分的方程求积分:分部积分追求的另一个目标是: 对被积函数两因子之一求导, 进行分部积分若干次后, 使原积分重新出现, 且积分前的符号不为 1. 于是得到关于原积分的一个方程. 从该方程中解出原积分来.例53例54 求和解解得例55解==（参阅例41）解得例56 =，解得.例57==,解得.三、小结§ 3 有理函数和可化为有理函数的积分( 2学时 )教学要求：有理函数的不定积分是求无理函数和三角函数有理式不定积分的基础.要求学生：掌握化有理函数为分项分式的方法；会求四种有理最简真分式的不定积分，知道有理函数的不定积分（原函数）还是初等函数；学会求某些有理函数的不定积分的技巧；掌握求某些简单无理函数和三角函数有理式不定积分的方法，从理论上认识到这些函数的不定积分都能用初等函数表示出来.教学重点：使学生掌握化有理函数为分项分式的方法；求四种有理最简真分式的不定积分，学会求某些有理函数的不定积分的技巧；求某些简单无理函数和三角函数有理式不定积分的方法，从理论上认识到这些函数的不定积分都能用初等函数表示出来.一、新课引入：由积分应用的广泛性引入二、讲授新课：（一）有理函数的积分:1. 代数知识: [1]P190例1 [1]P190，2. 部分分式的积分: [1]P192例2 [1]P192例3 [2]P260 E3.（二）. 三角函数有理式的积分: [1]P194 万能代换.例4—5 [1]P195——（三）某些无理函数的积分: [1]P195——198（四）一些不能用初等函数有限表达的积分:等.习题课 ( 2学时 )一. 积分举例 :例1.例2 .例3例4 已知求例5 求且具有连续导函数. 计算积分例6设例7, 求积分二.含有二次三项式的积分:例8 ==.例9==.。
华东师范大学数学分析第8章习题答案
华东师范⼤学数学分析第8章习题答案第⼋章⼀：不定积分概念与基本积分公式（教材上册P181） 1. 验证下列(1)、(2)等式并与(3)、(4)两试相⽐照: (1)'()()f x dx f x c =+?; (2) ()()df x f x c =+?; (3) [()]'()f x dx f x =?; (4) ()()()d f x d x f x dx =?;解: (1)'0(())''()'()'()()c f x c f x c f x f x dx f x c=∴+=+=∴=+? 与(3)相⽐(1)试求不定积分运算,(2)是求导运算,(1) (3)互为逆运算,不定积分相差⼀个常数但仍为原不定积分,该常数⽤c 表⽰,称为积分常数.(2)()'()()'()()df x f x dxdf x f x dx f x c===+??与(4)相⽐: (2)是先求导再积分,因此包含了⼀个积分常数,(4)是先积分再求导,因此右侧不含积分常数.2. 求⼀曲线y=f (x),使得在曲线上的每⼀点(x,y)处的切线斜率为2x,且通过点(2,5). 解:222dy xdxy dy xdx x c====+??将(x,y)=(2,5)代⼊得: 5=22+cC=1该曲线为21y x =+3. 验证2sgn 2x y x =是|x|在(,)+∞-∞上的⼀个原函数. 解:x>0时,y ’=2()'||2x x x ==x<0时,2'()'||2x y x x =-=-=x=0时,22000sgn 022'lim lim lim 002x x x x x x x y x x ++++→→→-====- 2200sgn 02'lim lim()0||02x x x x x y x x --→→-==-==- 因此'''0||y y y x +-====综上得2'(sgn )'||,(,)2x y x x x ==?∈+∞-∞2sgn 2x y x =是|x|在(,)+∞-∞上的⼀个原函数.4. 据理说明为什么每⼀个含有第⼀类间断点的函数都没有原函数?解: 设0x 是 f (x)的第⼀类间断点,且 f (x)在0()U x 上有原函数 F (x),则0'()(),()F x f x x U x =∈.从⽽由导数极限定理得00lim ()lim '()'()()x x x x f x F x F x f x +++→→=== 同理 000lim ()'()()x x f x F x f x -→==.可见0()f x x 点连续,推出⽭盾.⼆: 换元积分法与部分积分法(教材上册P188) 1. 应⽤换元积分法求下列积分 (1) cos(34)x dx +?; (2) 22xxe dx ?;(3) 21dx x +?; (4) (1)n x dx +?;(5)dx ?; (6) 232x dx +?;(7);(8)(9)2sin x x dx ?; (10) 2sin (2)4dxxx +?;(11) 1cos dx x +?; (12) 1sin dx x+?;(13)csc xdx ?;(14);(15)44xdx x +?; (16)ln dx x x ?;(17) 453(1)x dx x +?; (18) 382x dx x -?;(19)(1)dxx x +?; (20) cot xdx ?; (21) 5cos xdx ?; (22)sin cos dxx x ?;(23)x xdx e e -+?; (24) 22338x dx x x --+?; (25) 252(1)x dx x ++?;(26) (a>0);(27) 223/2(0)()dxa x a >+?;(28) 5;(29)(30).解: (1)34cos(34)cos 3t x t x dx d =++=11sin sin(34)33t c x c =+=++ (2) 22112222()'()22t x x t txe dx e d ==??112211()()()22224t t t t t ed e dt ==?? 221144t x e c e c =+=+ (3)21111ln ||ln |21|21222t x dx t d t c x c x t =+==+=+++??(4)①当1n ≠-时,111(1)(1)11n n t x nnt x x dx t dt c c n n ++=+++== +=+++?? ②当1n =-时,(1)ln |1|n x dx x c +=++?(5)dx =?c =+ (6)232323231212122222ln22ln 22ln2t x x t x x tt dx d c c c ++=++==+=+=+?(7)332222222()(83)3399t t td t dt t c x c -=-=-+=--+?(8)322/31333()(75)551010t t d tdt t c x c t -=-=-+=--+? (9)211112222211sin sin sin sin 22t x x x dx t tdt t t t dt tdt =-===211cos cos 22t c x c =-+=-+ (10)2422111cot cot(2)224sin (2)sin 42t x dxt c x c x t x tdππ=+==-+=-+++?? (11)222(2)12sec tan tan()1cos 1cos 22cos 2t x dx d t x dt tdt t c c x t t =====+=+++ (12) 22 1sin (sec sec tan )tan sec 1sin dx xdx x x x dx x x c x cos x-==-=-++ (13)2111csc sin sin cos tan cos2222xdx dx dx x x x x x ===?α2ln |tan |2tan 2x d x c x ==+? (14)21(1)2x c =--=(15)22242111()arctan()442421()2x x x dx d c x x ==+++??(16)ln 11ln ||ln |ln |ln t x t t dx de dt t c x c x x e t t====+=+ (17)4555253535311111(1)(1)(1)5(1)5(1)10x dx dx d x x c x x x -==--=-++--(18)4344888111|242816112x dx dx d c x x x ===-+----(19)11()ln ||ln |1|ln ||(1)11dx xdx x x c c x x x x x=-=-++=++++?? (20)cos cot ln ||ln |sin |sin xxdx dx t c x c x ==+=+??(21)52224cos (1sin )sin (12sin sin )sin xdx x d x x x d x =-=-+?sin 2sin sin 53x x x c =-++ (22)2cos tan ln |tan |sin cos sin cos tan dx xdx d x x c x x x x x ===+ (23)22arctan 1()1()x xx x x x x dx e de dx e c e e e e -===++++ (24)222223(38)ln(38)3838x d x x dx x x c x x x x --+==-++-+-+?? (25)2221533232(1)223123()(1)t x x t t t dx dt dt dt x t t t t t =++-+-+===-++ 222323 ln ||ln |1|(1)212t t c x x c t x --=+-+=++-+++(26)1()ln |x t ax t c a====+?1ln |ln |x c x c a =+=+(27)令tan x a θ=,sec 22t a tdt ππ-<<223/23322s e c 11c o t s i n ()s e c d xa t d t t d t tx a a t a a ===++??c =+ (28)55sin 42sin sin (cos 2cos 1)cos x d d cos θθθθθθθ===--+??35322121cos cos cos (1)535c xc θθθ=-+-+=--(29)32256642226666111t t t t dt t dt t dt t dt t t t ===-+--- 6 42266661tt t dt t dt t dt dt dt t =---+-?75366126ln ||751t t t t t c t+=----++- 165116661263ln ||751x x x x x c x +=----++- (30)1121t t tdt t -→=+?222(2)44ln |1|1t t dt t t tc t =-+=-++++?14ln |1|x c =+-+ 4ln |1|'x c =-+ 2. 应⽤分部积分法求下列不定积分 (1) arcsin xdx ?; (2) ln xdx ?;(3) 2cos x xdx ?; (4)3ln xdx x ?;(5) 2(ln )x dx ?; (6)tan xarc xdx ?;(7) 1[ln(ln )]ln x dx x+?;(8) 2(arcsin )x dx ? (9)3secxdx ?; (10)(0)a >.解 (1)arcsin arcsin arcsin arcsinxdx x x xd x x x =-=-122arcsin (1)x x x c =+++ (2)1ln ln ln ln ln xdx x x xd x x x xdx x x x c x=-=-=-+(3)222cos sin 2sin sin 2cos x xdx x x x xdx x x xd x =-=+?2sin 2cos 2cos x x x x xdx =+-?2sin 2cos 2sin x x x x x c =+-+(4)2223ln 11ln [ln (ln )]22x dx xdx x x x d x x ---=-=-- 222ln 11(ln 1)244x c x c x x x=--+=-++(5)2221(ln )(ln )2ln (ln )2ln x dx x x x x dx x x xdx x=-=-(参考（2）结果)2(ln )2ln 2x x x x x c =-++(6)2222111tan tan arctan 2221x xarc xdx arc xdx x x dx x ==-+ 221111arctan 2221x x dx dx x =-++?? 2111arctan arctan 222x x x x c =-++(7)11111[ln(ln )]ln(ln )ln(ln )ln ln ln ln x dx x dx dx x x x dx dx x x x x x +=+=-+ ln(ln )x x c =+ (8)12222(arcsin )(arcsin)2arcsin (1)x dx x x x x dx -=--??12222(sin )arcsin (1)(1)x arx x x x d x -=+--?1222(arcsin )2arcsin (1)x x xd x =+-?1222(arcsin )2(1)arcsin 2x x x x dx =+--?1222(arcsin )2(1)arcsin 2x x x x x c =+--+(9) 令3sec I xdx =?s e c t a ns e ct a nt a n s e c I x d x x x x x x d x==-?23sec tan (1cos )sec sec tan sec x x x xdx x x I xdx =--=-+??11sec tan sec 22I x x xdx =+?1(sec tan ln |sec tan |)2x x x x c =+++(10)11222222222(0)()2()I a x x a xdx x a x -=>=±=+-1122222222()()()x x x a I ax x a I a a =±-±=±-±则122222111()()(ln ||)222x I x x a a a x c a =±±=+ 3. 求下列不定积分(1)[()]()'(1)f x f x dx αα≠?; (2)2'()1[()]f x dx f x +?;(3)'()()f x dx f x ?; (4)()'()f x e f x dx ?. 解: (1)11[()]()'[()]()[()]1f x f x dx f x df x f x c αααα+==++?(2)122'()1()arctan[()](arccot[()])1[()]1[()]f x dx df x f x c f x c f x f x ==+=-+++??(3)'()1()ln |()|()()f x dx df x f x c f x f x ==+?? (4)()()()'()()f x f x f x ef x dx e df x e c ==+?三. 有理函数和可化为有理函数的不定积分(教材上册P198) 1. 求下列不定积分(1)31x dx x -?; (2)22712x dx x x --+?;(3)31dx x +?; (4)41dxx +?;(5)22(1)(1)dx x x -+?; (6)222(221)x dx x x -++?;解: (1)3321111111x x x x x x x -+==+++--- 3232111(1)ln |1|1132x dx x x dx x x x x c x x =+++=+++-+--?? (2)2223111712(3)(4)(3)(4)4(3)(4)x x x x x x x x x x x x ---+===+-+-------22211(4)7124712x dx d x dx x x x x x -=-+-+--+211(4)2(27)4(27)d x d x x x =-+---??2ln |4|ln |3|x x c =---+ (3)设321111A Bx Cx x x x +=+++-+ 则21(1)()(1)A x x Bx C x =-++++ 2()()A B x B C A x A C =+++-++, 则⽐较两端系数,得1 21,,333B C A =-== 321121311dx x dx x x x x -??=-++-+221111(1)31311d x d d x =+-+++?221(1)ln 61x c x x +=+-+(4)22422221111()11()21x d x x x x dx dx x x x x x x -+-+===++-+-+11x c -=+2224222211111||1()2x x xdx dx c x x x x x---===++++-则234441111112121x x dx dx dx x x x +-=-+++|c =++ (5)设1122222221(1)(1)11(1)B xC B x C A x x x x x ++=++-+-++ 则22211221(1)()(1)(1)()(1)A x B x C x x B x C x =+++-+++-432111112121212()()(2)()()A B x C B x AC B B x C C B B x A C C=++-+-++++--+-- ⽐较两边系数得到12211111,,,,44422A B C B C ==-=-=-=- 22222111111(1)(1)(1)(1)418141dx d x d x dx x x x x x =--+--+-++ 222221111(1)4(1)2(1) d x dx x x -+-++?? 2222111(1)2(1)21x dx dx x x x =++++?? 222111ln |1|ln(1)arctan (1)(1)482dx x x x x x ∴=--+--+?211(1)4x -++ 211(1)4x x c --++。
数学分析(华东师大版)上第八章8-3
2 t
2
dt
1
1
2t t
2
1 1
t t
2 2
dt 1
t
ln 1 t
C
ln 1 tan
x 2
C.
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对三角函数有理式的不定积分, 在某些条件下还可 选用如下三种变换, 使不定积分简化.
(i) 若R(u,v) R(u,v) , 可作变换 t cos x;
(ii) 若R(u, v) R(u,v) , 可作变换 t sin x;
x
2sin x cos x sin2 x 2cos x
满足情形
(i),
因此可设 t cos x, 则
sin2
sin 2x x 2cos
x
dx
2
sin x cos x sin2 x 2cos
x
dx
2
1
2
cos x cos x cos2
x
d
cos
x
2
1
tdt 2t
t
2
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于是完成了R(x) 的部分分式分解:
R( x)
x
1
2
x
2
2
(x
1 2)2
x
2
x 1 x
1
.
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二 、有理真分式的递推公式
任何有理真分式的不定积分都可化为如下两种形
式的不定积分之和：
(i)
(
x
dx a
)k
;
(ii)
(
x
Lx M 2 px q)k
dx
( p2 4q 0).
通过变换
t
tan
数学分析(华东师大版)上第八章
05
不定积分
不定积分的定义
总结词
不定积分是微分的逆运算，其定义基于原函数的概念。
详细描述
不定积分是求一个函数的原函数或反导数的过程。给定一个函数f(x)，其不定积分是所有原函数F(x)的集合，即 ∫f(x)dx=F(x)+C，其中C是积分常数。
不定积分的性质
总结词
不定积分具有线性性质、可加性、可乘性等基本性质。
微积分基本定理
定积分的值可以通过被积 函数在积分上下限处的值 与积分区间的长度乘积的 差值来计算。
分部积分法
对于某些难以直接计算的 定积分，可以通过分部积 分法将其转化为易于计算 的定积分。
换元法
通过适当的变量替换，将 复杂的定积分转化为易于 计算的定积分。
感谢您的观看
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详细描述
不定积分具有线性性质，即对于两个函数的和或差的不定积分，可以分别对每个函数进行不定积分后再求 和或求差；不定积分也具有可加性，即对于函数f(x)在两个区间上的不定积分，其和等于函数在整体区间 上的不定积分；此外，不定积分还具有可乘性，即对于任意常数k，有∫kf(x)dx=k∫f(x)dx。
积分的方法
总结词
不定积分的计算方法包括直接积分法、换元 积分法、分部积分法等。
详细描述
直接积分法是最基本的积分方法，它基于不 定积分的定义和性质，通过简单的代数运算 求得积分结果；换元积分法是通过引入新的 变量替换原变量，将复杂函数的不定积分转 化为简单函数的不定积分；分部积分法是通 过将两个函数的乘积进行不定积分，将问题
柯西中值定理
如果函数f(x)和g(x)在闭区间[a, b]上连续，在开区间(a, b)上可导，且g'(x)≠0，那么 在开区间(a, b)内至少存在一点ξ，使得(f'(ξ)/g'(ξ))=(f(g(b)-f(g(a))/(g(b)-g(a))。
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第八章不定积分教学要求：1.积分法是微分法的逆运算。
要求学生：深刻理解不定积分的概念，掌握原函数与不定积分的概念及其之间的区别；掌握不定积分的线性运算法则，熟练掌握不定积分的基本积分公式。
2.换元积分公式与分部积分公式在本章中处于十分重要的地位。
要求学生：牢记换元积分公式和选取替换函数（或凑微分）的原则，并能恰当地选取替换函数（或凑微分），熟练地应用换元积分公式；牢记分部积分公式，知道求哪些函数的不定积分运用分部积分公式，并能恰当地将被积表达式分成两部分的乘积，熟练地应用分部积分公式；独立地完成一定数量的不定积分练习题，从而逐步达到快而准的求出不定积分。
3.有理函数的不定积分是求无理函数和三角函数有理式不定积分的基础。
要求学生：掌握化有理函数为分项分式的方法；会求四种有理最简真分式的不定积分，知道有理函数的不定积分（原函数）还是初等函数；学会求某些有理函数的不定积分的技巧；掌握求某些简单无理函数和三角函数有理式不定积分的方法，从理论上认识到这些函数的不定积分都能用初等函数表示出来。
教学重点：深刻理解不定积分的概念；熟练地应用换元积分公式；熟练地应用分部积分公式；教学时数：18学时§ 1 不定积分概念与基本公式（ 4学时）教学要求：积分法是微分法的逆运算。
要求学生：深刻理解不定积分的概念，掌握原函数与不定积分的概念及其之间的区别；掌握不定积分的线性运算法则，熟练掌握不定积分的基本积分公式。
教学重点：深刻理解不定积分的概念。
一、新课引入：微分问题的反问题，运算的反运算.二、讲授新课：（一）不定积分的定义:1.原函数：例1填空: ; ( ;; ; ;.定义. 注意是的一个原函数.原函数问题的基本内容：存在性，个数，求法.原函数的个数:Th 若是在区间上的一个原函数, 则对，都是在区间上的原函数；若也是在区间上的原函数，则必有. ( 证 )可见，若有原函数，则的全体原函数所成集合为{│Ｒ}.原函数的存在性: 连续函数必有原函数. ( 下章给出证明 ).可见, 初等函数在其定义域内有原函数; 若在区间上有原函数, 则在区间上有介值性.例2. 已知为的一个原函数, =5 . 求.2.不定积分——原函数族：定义；不定积分的记法；几何意义.例3 ; .（二）不定积分的基本性质: 以下设和有原函数.⑴.(先积分后求导, 形式不变应记牢！).⑵.(先求导后积分, 多个常数需当心！)⑶时，（被积函数乘系数，积分运算往外挪！）⑷由⑶、⑷可见, 不定积分是线性运算, 即对, 有( 当时,上式右端应理解为任意常数. )例4 . 求. (=2 ).（三）. 不定积分基本公式:基本积分表. [1]P180—公式1—14.例5 .（四）．利用初等化简计算不定积分:例6. 求.例7.例8.例9.例10 ⑴; ⑵例11 .例12 .三、小结§2换元积分法与分部积分法（1 0 学时）教学要求：换元积分公式与分部积分公式在本章中处于十分重要的地位。
要求学生：牢记换元积分公式和选取替换函数（或凑微分）的原则，并能恰当地选取替换函数（或凑微分），熟练地应用换元积分公式；牢记分部积分公式，知道求哪些函数的不定积分运用分部积分公式，并能恰当地将被积表达式分成两部分的乘积，熟练地应用分部积分公式；独立地完成一定数量的不定积分练习题，从而逐步达到快而准的求出不定积分。
教学重点：熟练地应用换元积分公式；熟练地应用分部积分公式；一、新课引入：由直接积分的局限性引入二、讲授新课：（一）. 第一类换元法——凑微分法：由引出凑微公式.Th1若连续可导, 则该定理即为：若函数能分解为就有.例1 .例2 .例3常见微分凑法：凑法1例4例5例6例7由例4—7可见，常可用初等化简把被积函数化为型，然后用凑法1.例8⑴. ⑵.凑法2 . 特别地, 有.和.例9 .例10例11 .例12=.凑法3例13 ⑴⑵例14例15.例16凑法4 .例17凑法5例18凑法6.例19. 其他凑法举例:例20.例21例22.例23.例24.例25例26 .三、小结（二）第二类换元法——拆微法：从积分出发，从两个方向用凑微法计算，即= ==引出拆微原理.Th2 设是单调的可微函数,并且又具有原函数. 则有换元公式(证)常用代换有所谓无理代换, 三角代换, 双曲代换, 倒代换, 万能代换, Euler代换等.我们着重介绍三角代换和无理代换.1. 三角代换:⑴正弦代换: 正弦代换简称为“弦换”. 是针对型如的根式施行的, 目的是去掉根号. 方法是: 令, 则例27解法一直接积分; 解法二用弦换.例28.例29.⑵正切代换: 正切代换简称为“切换”. 是针对型如的根式施行的, 目的是去掉根号. 方法是: 利用三角公式即令. 此时有变量还原时, 常用所谓辅助三角形法.例30.解令有. 利用例22的结果, 并用辅助三角形, 有==例31⑶正割代换: 正割代换简称为“割换”. 是针对型如的根式施行的, 目的是去掉根号. 方法是: 利用三角公式令有变量还愿时, 常用辅助三角形法.例32解.例33.解法一（用割换）解法二（凑微）2.无理代换:若被积函数是的有理式时, 设为的最小公倍数,作代换, 有.可化被积函数为的有理函数.例34 .例35.若被积函数中只有一种根式或可试作代换或. 从中解出来.例36 .例37例38 (给出两种解法)例39.本题还可用割换计算, 但较繁.3.双曲代换:利用双曲函数恒等式, 令, 可去掉型如的根式. . 化简时常用到双曲函数的一些恒等式, 如:例40.本题可用切换计算,但归结为积分, 该积分计算较繁. 参阅后面习题课例3.例41解.例42.解4.倒代换: 当分母次数高于分子次数, 且分子分母均为“因式”时, 可试用倒代换例43.5.万能代换: 万能代换常用于三角函数有理式的积分(参[1]P261). 令，就有，，例44.解法一 ( 用万能代换 ) .解法二( 用初等化简 ) .解法三 ( 用初等化简, 并凑微 )例45解=.代换法是一种很灵活的方法.三、小结（三）. 分部积分法:导出分部积分公式.介绍使用分部积分公式的一般原则.1. 幂X型函数的积分: 分部积分追求的目标之一是: 对被积函数两因子之一争取求导, 以使该因子有较大简化, 特别是能降幂或变成代数函数. 代价是另一因子用其原函数代替( 一般会变繁 ), 但总体上应使积分简化或能直接积出. 对“幂”型的积分, 使用分部积分法可使“幂”降次, 或对“”求导以使其成为代数函数.例46 (幂对搭配，取对为u)例47 (幂三搭配，取幂为u)例48 (幂指搭配，取幂为u)例49 (幂指搭配，取幂为u)例50例51 (幂反搭配，取反为u)例522建立所求积分的方程求积分:分部积分追求的另一个目标是: 对被积函数两因子之一求导, 进行分部积分若干次后, 使原积分重新出现, 且积分前的符号不为 1. 于是得到关于原积分的一个方程. 从该方程中解出原积分来.例53例54 求和解解得例55解==（参阅例41）解得例56 =，解得.例57==,解得.三、小结§ 3 有理函数和可化为有理函数的积分( 2学时 )教学要求：有理函数的不定积分是求无理函数和三角函数有理式不定积分的基础。
要求学生：掌握化有理函数为分项分式的方法；会求四种有理最简真分式的不定积分，知道有理函数的不定积分（原函数）还是初等函数；学会求某些有理函数的不定积分的技巧；掌握求某些简单无理函数和三角函数有理式不定积分的方法，从理论上认识到这些函数的不定积分都能用初等函数表示出来。
教学重点：使学生掌握化有理函数为分项分式的方法；求四种有理最简真分式的不定积分，学会求某些有理函数的不定积分的技巧；求某些简单无理函数和三角函数有理式不定积分的方法，从理论上认识到这些函数的不定积分都能用初等函数表示出来。
一、新课引入：由积分应用的广泛性引入二、讲授新课：（一）有理函数的积分:1. 代数知识: [1]P190例1 [1]P190，2. 部分分式的积分: [1]P192例2 [1]P192例3 [2]P260 E3.（二）. 三角函数有理式的积分: [1]P194 万能代换.例4—5 [1]P195——（三）某些无理函数的积分: [1]P195——198（四）一些不能用初等函数有限表达的积分:等.习题课 ( 2学时 )一. 积分举例 :例1.例2 .例3例4 已知求例5 求例6设且具有连续导函数. 计算积分例7, 求积分二.含有二次三项式的积分:例8 ==.例9==.。