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原函數概念?
前面是導數形式,後面是微分形式。
什麼是原函數存在定理?
簡言之,就是連續函數一定是可積的。
由于初等函數在定義域上連續,是以初等函數在其定義域上一定有原函數。
注意:
原函數不唯一,要記住在F(x)+C來表示原函數。
不定積分的概念?
不定積分與導數(微分)的關系???
基本積分公式?
詳見,積分與導數公式記憶
不定積分的解法??
直接積分法:利用不定積分的運算性質(函數和差的不定積分就等于不定積分的和差如下圖:)和基本積分公式,直接求出不定積分的方法.
第一類換元法(湊微分法):
第一換元公式u=φ(x)要看作一個整體,簡言之,就是換元(實質就是改變變量形式,思想還是變未知為已知。已知就是基本的初等函數積分公式),然後才可積。
是導數形式
就是函數φ(x)的導數,腦補幾何意義就是曲線φ(x)上任意一點 與切線相交的點。是以d(φ(x))/dx就代表導數。是以進一步化簡得到可積的f(u)du的形式。
注:
要了解第一類換元法的實質:複合函數求導的逆過程,令y=f(
),則
=
關鍵是就是從前面的被積函數中,找到中間變量
當被積函數是三角函數相乘時,奇次湊微分,偶次降幂。
csc x = - ln|csc x + cot x| + C
sec x = ln|sec x + tan x| + C,更常用
第二類換元法:改變中間變量的設定方法
就是說将x用g(t)代換,再将dx拆分為g'(t)dt進而使積分可求,也叫變量代換法,同時,x是φ'(t)的反函數(隻有單調函數才有反函數)主要有三角代換,根式代換和倒代換,适用于積分式中有根式的。
形式上與湊微分法是一樣的,兩者差別是什麼?
變量代換是直接變量換成φ(t,),,把dx拆分為φ'(t)dt,進而把簡單函數變為一個複合函數,此時是将原來求x換成求t(真的換了變量),是以最後再換回來,常常用三角函數代換分母中的多項式,再利用三角恒等變換使分母簡單化(進而化掉根工)進而得解。
而湊微分是通過配湊導數,将配湊到的導數u'和dx合在一起形成du,構成形如f(u)du的形式求積分(這裡隻是改變了x的形式,使x更容易代入基本初等函數積分公式,還是求x),這裡的f(u)通常為易求的積分形式
基本的數學思想,都是将不好求的,先轉化成容易求的形式,得到一個解後,再通過等式換回來。
第二類換元法的規律????如下:
分部積分法:
推導:
利用乘積的導數公式為:
移項可得:
兩邊求不定積分:
這個就是分部積分公式
适用場景:把一個積分轉變成另一個較為容易的積分。最典型的就是幂乘指數的積分,幂是u,指數是v',這樣代入公式來分部積分。
擴充:
關于部分分式解法:
解積分時會用到将一個分式化為各個部分相加減的情況,如題:
最簡單的解法如下:
1、将分式
單獨提取出來,寫成一個部分分式
2、提取出分子等式 1=A1(x-4)+A2(x-1) 關鍵。
3、代入式子的根("零點")
x=4時,1=A2(4-1),則A2=1/3
x=1時, 1=A1(1-4),則A1=-1/3
4、得到解: