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文档简介
第三节定积分的和分部积换元公小不定积
微积分基本
且使用方法与相应的不定积分法类一、定积分换元定理(3)在[]上单调且([[a则有
f((x))
(x)dx
f((x))d(u(x
( f(u)du
fu)du 或bf(u)du
x(tb f(x)dx b
1(b1(a
f((t))d(t
f((t))
(tdt
f((t))
(t)dt证设Fx)fx)的一个原函b则
fx)dxF(bF(a);(tF[(t(tdFdxfx)(tf[(t)](t (t)是f[(t)](t)的一个原函数 f[(t)](t)dt()(bF(())F((
F(b)F(aa
f(x)dxF(aF(b)
fx)dx.证0 ucos0
616例 0
xsinxdx
udu 0 以cosx为积分变 或 cos5xsin 2
xdcos06
11cos6x|2
sin3xsin5xdx变 去绝对
cos
sin
2
cosxsinx2
cosxsinx2 凑分 0
dsin
2
2 2
5
23e ln lnx(1lne3凑 ee3
d(lnlnlnlnlnx(1ln e4e
d(ln
2e ln(1ln(1ln1lnxe3e
6 1x2例41x2 (2x23[0,1]3
6
],
sec2tdt.
sec2解3
6 1x2 (2x1x2
(2tan2t1)sec
cos2
dt
dsin2 1
1 10arctan(sint)0
22x2x2
x dx2x2解法 令xsect,dxsecttantdt,2x t,x2t2 x sectx2x2x2x2
44
ttan
secttan 3(1cost)dttsint 3232 1 3232 解法 2
x
x1x2x22x2x22
1t12121
1t
21dt 21
d(1t2 1t 1311arcsint 1t23112222()
1
232 326fx)在[aa] ①若f(x)为偶函数,则 f(x)dxa
f(x)dxa0a②若f(x)为奇函数,则 f(x)dxa0a证x
0
f(x)dx
a
f(x)dx
f(x)dx a
f(t)(dt)a
f(xa f(x)dx0 f(x)dxa
0(f(
x)f(x))2 fx)dx fx)为偶0 f(x)为奇函数 证毕11x2111x211
2x2xcos
111xcos2x21 1x2 原式
1x2(1
奇函1x2
1 1
dx
1(1x2 11
)dx44101x21x24101x21x28fx)在[0,1]上连(1)000
f(sinx)dx 0
f(cosx)dx0(2)0
f(sinx)dx2
f(sinx)dx(3)
xf(sinx)dx
2
f(sinx)dx由此计
xsin 01cos2证
f(sinx
x2f2f
t 0
sin 0 0
f(cost
f(cosx)dx
f(sinx)dx 0
f(sinx)dx f(sin 0x0 0
f(sinx
f(sint)(dt20(3)0xf(sin
(t)f[sin(t
(t)f(sint)dt
f(sint)dt
0tf(sint
xf(sinx)dx
2
f(sin xsin
dx
sin 1cos2
1cos2
d(cosx)
arctan(cosx4注
201cos2 .由(1) 002sinnxdx2cosn00a例9a
x
(a0)a2a2x
acos a2(1sin2t2xasint,a2(1sin2t2
asint
2
dt
sint
cost2 costsin22
dt2
42dt 40例10
I
u
1 2 2
(du)
解
1cot2011
1cot2011
dx
tan2011 11/ (tan2011x1)
1 dx2
I 4 1tan2011
dx
cos2011
dx 1 x 例11计算
0x 解4ln(1tan
t)](dt4 1tan
)dt4 1tan
1tan4[ln2ln(1tant0ln2
ln(1tan4
ln(1tanx)dx
ln 例12若fx是周期为T的连aR
a a
f(x)dxa
f(a
f(x)dx
f(x)dx
0f( xt
a
aT0f(x)dx= f(tT)dta f(
f(t a f( f( f(T0f(二、分部积分公ux)、vxC1[ab]bu(x)v(x)a
[u(x)v(a 不定积分的分部积[u(x)v(x)]b u(x)v(x)dx]
[u(x)v(x) u(x)v(x)dx]b ba微积a
[u(x)v(x)]b
auxvxdx aau(b分部设ux)、vxC1[aaau(babu(x)v(x)dxa
[u(x)v(x)]b
v(x)dx例134
4ex000xt 00解ex 解0
2tetdt
2tdet2tee
222etdt4e
2e2202例
1lnxe 解
lnx
1(lnx)dx0ln xln
11dxxlnxe1
21dx22 1
例14
2arcsin012arcsin0
1x2221x222换元:以1x2为积分变量
1 d(1x21x2 21x2 1
1x
1
3 3换元:tarcsin 另 0
arcsin
则xsin
6tdsin0分部积 tsint
6sintdt 11例15计算11
xarctan1解1
xarctanxdx
0arctanxd(21 arctan 2xx1 arctan 2x
x1x11
1
1(1)2 例16
半角公式
2 1cos2 2 分部积
4 4
dtanx1xtan
1
tan2
241lnsecx4
40ln2 1例171
ln(1ln(1x)(2x)2
ln(1
21ln(1x)1 1
dln(1 2
2112 1112 1
11
2ln2ln(1x)ln(2x)1
5ln2 例18求
2e2xcos0
e2
cos
2e2xdsin [e2xsinx]
2sinxde2
2e2xsinxdxe 2e2xdcos 0e2([e2xcosx]0
2cosxde2x0
2 2e2xcos0e2xcosxdx1(e 例19I
2sin02x2
及In0
2cosn0∵ 2sin∵0~
x
cosntdt2
2cosn0InIn又
n2 分部积 2 2
sinn
00[sinn1xcosx]0
2cosxdsinn100(n1)2sinn2xcos201sin2In(n1)In2(n1)In得递推公式In
nn
In
(n1n3I n2
n
"In
~{In){
(n1)!! (n
n为偶数
n为奇数例20
2
0 204
6421675 例21求x x
xxxtxx
sin6 x解x0
20
tdt2
sin6
sin6
tdt
sin6
8
85315 x2sin 例21
f(x)
dtt
解因为sint没有初等形式的原函数(积分正弦tfx)1xf(1
1
f(x)d(x2)
1
x2df(1 21
21f(1)
11x2
f(x)dx
sinx
2x 21
20 x 202xsinx
0sinxd(x)
1(cos12三、小*
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