资源描述
【第五部分】不定积分
1.书本知识(包含一些补充知识)
(1)原函数:F’(x)=f(x),x∈I,则称F(x)是f(x)的一个“原函数”。
(2)若F(x)是f(x)在区间上的一个原函数,则f(x)在区间上的全体函数为F(x)+c(其中c为常数)
(3)基本积分表
(α≠1,α为常数)
(4)零函数的所有原函数都是c
(5)C代表所有的常数函数
数乘运算
(6)运算法则
线性运算
加减运算
(7)
(8)
(9)连续函数一定有原函数,但是有原函数的函数不一定连续,没有原函数的函数一定不连续。
(10)不定积分的计算方法
①凑微分法(第一换元法),利用复合函数的求导法则
②变量代换法(第二换元法),利用一阶微分形式不变性
③分部积分法:
【解释:一阶微分形式不变性】
释义:函数
对应:y=f(u)
说明:
(11)
(12) 分段函数的积分
例题说明:
(13) 在做不定积分问题时,若遇到求三角函数奇次方的积分,最好的方法是将其中的一
(16)隐函数求不定积分
例题说明:
(17)三角有理函数积分的万能变换公式
(18)某些无理函数的不定积分
②欧拉变换
(19) 其他形式的不定积分
2.补充知识(课外补充)
☆【例谈不定积分的计算方法】☆
1、不定积分的定义及一般积分方法
2、特殊类型不定积分求解方法汇总
1、不定积分的定义及一般积分方法
(1)定义:若函数f(x)在区间I上连续,则f(x)在区间I上存在原函数。其中Φ(x)=F(x)+c0,(c0为某个常数),则Φ(x)=F(x)+c0属于函数族F(x)+c
(2)一般积分方法
值得注意的问题:
第一,一般积分方法并不一定是最简便的方法,要注意综合使用各种积分方法,简便计算;第二,初等函数的原函数并不一定是初等函数,因此不一定都能够积出。
不能用普通方法积出的积分:
2、特殊类型不定积分求解方法汇总
(1)多次分部积分的规律
(3)简单无理函数的积分
被积函数为简单式的有理式,可以通过根式代换化为有理函数的积分
小结:几分钟含有根号,应当考虑采用合适的方法去掉根号再进行计算。
【第六部分】定积分
1.书本知识(包含一些补充知识)
(1)定义
(12) 几种简化定积分的计算方法
①关于原点对称区间上的函数的定积分
当f(x)为偶函数
当f(x)为奇函数
设f(x)是周期为T的周期函数,且连续。则:
(n为奇数)
(n为偶数)
分的值无关,依然可以正常去求。
(14) 极坐标与直角坐标的互化
把直角坐标系的原点作为极点,x轴的正半轴作为极轴,并在两种坐标系中取相同的长度单位。设M是平面内任意一点,它的直角坐标是(x,y),它的极坐标是(ρ,0).则:
θ
x
ρ
y
(15) 定积分中容易混淆的x与t的关系的问题
对于定积分,被积表达式中的无所谓t还是x,最后都会被积分上下限所替代。所以在变限函数积分的上下限中含x的时候,被积表达式用t表示以示区别。当然如果此时被积表达式中含x和t,在二者都有的情况下,则把x看成常数提到外面或者换元换走x。
例证:
定积分证明问题中关于x与t化简后的计算方法:
2. 补充知识(课外补充)
☆【积分中值定理及其应用】☆
积分中值定理是积分学的一个重要性质。它建立了定积分与被积函数之间的关系,从而使我们可以通过被积函数的性质研究积分的性质,有较高的理论价值以及广泛的应用。
一、积分中值定理的内容
定理①:积分第一中值定理
定理②:推广的积分第一中值定理
二、积分中值定理的应用
由于该定理可以使积分符号去掉,从而使问题简化,对于证明包含函数积分和某个函数之间的等式或不等式,常可以考虑使用积分中值定理
在应用积分中值定理时应注意以下几点:
①在应用中应注意被积函数在区间[a,b]上这一连续条件,否则结论不一定会成立
②在定理中的g(x)在[a,b]上面不能变号,这个条件也不能去掉。
③定理中所指出的ξ并不一定是唯一的,也不一定必须是[a,b]内的点
下面就其应用进行讨论
(1)估计定积分的值
(2)求含有定积分的极限
说明:解决此类问题的关键是用积分中值定理去掉积分符号。在应用该定理时,要注意中值ξ不仅依赖于积分区间,而且依赖于限式中n的趋近方式。
(3)证明中值ξ的存在性命题
说明:在证明有关题设中含有抽象函数的定积分等式时,一般应用积分中值定理。
(4)证明积分不等式
说明:由于积分有许多特殊的运算性质,故积分不等式的证明往往具有很强的技巧性。在证明含有定积分的不等式时,也常考虑使用积分中值定理,以便去掉积分符号。若被积函数是两个函数之积时,可考虑使用广义积分中值定理。
(5)证明函数的单调性
三、积分中值定理的拓展
(1)第二积分中值定理
如果函数f(x)在闭区间[a,b]上可积,而g(x)在区间(a,b)上单调,则在[a,b]上至少存在一点ξ,使得:
特别地,g(x)在[a,b]上单调递增,则:
(2)特殊积分中值定理
若函数f(x)在区间[a,b]上连续,g(x)在[a,b]上可积且不变号,则在[a,b]上必存在一点ξ,使得:
(3)第二积分中值定理和特殊积分中值定理统称为“广义积分中值定理”。
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