四. 不定积分
4.1 不定积分的概念与性质
不定积分的概念
定义:若,或者,则称是在区间上的原函数。
定理:连续函数一定有原函数,即:。如果有一个原函数,这一定有无穷多个原函数
定义:区间上的原函数的全体,称为的不定积分,记为
积分表
-
不定积分的性质
线性性质:设的原函数都存在,为非零参数
积分形式的不变性:设是的任一可微函数,
求导与积分运算的关系:
先积分后微分,两者互相抵消
先微分后积分,相互抵消后相差一个常数
原函数存在的充分条件:若在区间上连续,则在上存在原函数,即在上可积。
4.2 换元积分法
第一类换元法(凑微分法)
定理:设具有原函数,可导,则有换元公式:
设,需要求,函数化为:的形式,那么
转化为求函数的积分。
常见形式:
第二类换元法
定理:设是单调的可导函数,并且。又设具有原函数,则有换元公式:
其中为的反函数
方法:
根式代换
形如的积分,可令.
形如的积分,可令.
三角代换
被积函数含有等二次因子,可作三角代换
倒代换
用于消去被积函数分母前的变量因子
常见形式:为次多项式,且,则可令而消去因子.
4.3 分部积分法
方法
设可导,则:
要求的积分比的积分容易求出。
常见类型
- 降次型
- 转换型
- 循环型
- 递推型
- 抵消型
4.4 有理函数的积分
有理函数
两个多项式的商,称为有理函数,也称为有理分式。当次数小于时,称为真分式,否则为假分式
有理函数积分一般步骤
- 将有理假分式用多项式除法或凑项法化为整式与真分式之和。
- 用比较系数法或赋值法确定真分式中的待定系数。
- 求出整式及各部分分式的积分。
三角有理式的积分
4.5 积分表的应用
补充积分表
常见