高数积分问题求解?

不定积分在高数中上承导数,下接定积分,是微积分学习中的重要分水岭,在其中的地位可谓是中流砥柱,是连接积分学与微分学的重要桥梁。因此,不定积分问题是学好微积分的关键之处,尤其是不定积分的计算问题,不仅是是整个积分计算的基础,定积分、二重积分的计算都需要不定积分求解的方法来解决,而且试题本身对这块的考查频次以及对考生计算能力也都有着较高的要求。所以考生需要系统掌握不定积分各种题型计算方法,并能够快速、准确的计算不定积分。

对于不定积分的计算,首先要明确不是所有的积分都能计算出来,其次要明确考试范围内要求我们会处理的积分类型有哪些。不定积分的计算题型以有理函数的积分作为基础,三角有理式、指数有理式、根式都是可化为有理函数的积分。在这些题型的计算过程中,积分公式、换元法、分部积分法会贯穿其中,尤其是分部积分法会和前面的题型进行结合考查。不同题型的处理方法如下图:

不定积分计算整体框架图


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2、函数在区间上单值且具有连续导数;

3、当在上变化时,的值在上变化,且

(1)式中的被积函数在其积分区间上均是连续, 故(1)式两端的定积分存在。且(1)式两端的被积函数的原函数均是存在的。

假设是在上的一个原函数,据牛顿—莱布尼兹公式有

另一方面, 函数的导数为

这表明: 函数是在上的一个原函数, 故有:

对这一定理给出几点注解:

1、用替换,将原来变量代换成新变量后,原定积分的限应同时换成新变量的限。

求出的原函数后,不必象不定积分那样,将变换成原变量的函数,只需将新变量的上下限代入中然后相减即可。

2、应注意代换的条件,避免出错。

(1)、在单值且连续;

3、对于时, 换元公式(1)仍然成立。

且变换函数 在上单值,在上连续,

且变换函数在上单值, 在上连续,

在【解法二】中,经过换元,定积分的下限较上限大。

换元公式也可以反过来, 即

一般来说,这类换元可以不明显地写出新变量,自然也就不必改变定积分的上下限。

二、常用的变量替换技术与几个常用的结论

1、若在上连续且为偶函数,则

2、若在上连续且为奇函数,则

证明:由定积分对区间的可加性有

【例4】若在上连续, 证明:

并由此式计算定积分 

这一定积分的计算并未求原函数,只用到了变量替换、定积分性质,这一解法值得我们学习。

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