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走马

陈粒

Lecture 30:分部积分法

390 字
2 分钟
Lecture 30:分部积分法

1.1 分部积分法#

1.1.1 基本概念#

定义: #分布积分法#

描述:u(x),ν(x)u(x),\nu(x) 有连续一阶导数,则 udv=uvvdu\int udv=uv-\int vdu

解释

  • 其中:有时候是 udvudv 简单,有时候是 vduvdu 简单
  • v、u 的选取是其核心点;

1.1.2 例题#

例题xexdx\int xe^xdx

  • 分析
    • 由于 exex 的积分比较好求,所以需要考虑如何把 ex 放到 vdu 的位置上;
    • 但也可以考虑把 x 放到 vdu 的位置上,但是要更难做一些;
  • 解析
    • xexdx=xdex=xexexdx\int xe^xdx=\int x\operatorname{de}^x=xe^x-\int e^x\operatorname{dx}
    • exdx=×exex+d\int\mathrm{e}^{\mathrm{x}}\mathrm{d}\mathrm{x}=\times\mathrm{e}^{\mathrm{x}}-\mathrm{e}^{\mathrm{x}}+\mathrm{d}
  • 题型: #分部积分法

例题xsinxdx\int x sin xdx

  • 分析
  • 解析
    • 原式的等于: xdcosx=[xcosxcosdx]-\int xdcosx=-\left[x\cos x-\int\cos dx\right]
  • 题型: #分布积分法

例题sec3xdx\int sec^3 xdx

  • 分析 +
  • 解析
    • 原式: sec3xdx=secxdtanx=secxdxtan2xsinxdx\int\sec^{3}xdx=\int\sec xd\tan x=\sec xdx-\int\tan^{2}x\sin xdx =secxtanxsec3xdx+secxdx=\sec x\tan x-\int\sec^3xdx+\int\sec xdx
    • 此时,由于原式的右边也出现了一个 sec 3 xdx 的负,所以可以将其放到右边去
    • sec3x dx=12[secxtanx+lnsecx+lnx]+C\int sec^3x\mathrm{~d}x=\frac12\left[secxtanx+\ln|\sec x+\ln x|\right]+\mathrm{C}
      • 其中的 1\2 是因为右边的 sec 移到左边去了;
  • 题型: #分部积分法

1.2 分部积分法总结#

总结

  • 概念:把之前求导时候的乘法公式过程,倒转过来,形成分布积分法;

何时用

  • 适用于两类不同函数相乘
    1. xexdx\int xe^{x}dx
    1. xsinxdx\int x\sin xdx
    1. exsinxdx\int e^{x}\sin xdx

如何用

  • 八类典型分部积分规律;
  • 多项函数 × 指数|三角:
      1. pn(x)eaxdx\int p_n(x)e^{ax}\operatorname{d}x
      • 凑指数
      1. pn(x)sinaxdx\int p_n(x)\sin ax\operatorname{d}x
      • 凑三角
      1. pn(x)cosaxdx\int p_n(x)\cos axdx
      • 凑三角
  • 多项函数 × 对数|反三角:
    • 4. Pn(x)lnxdx\int P_n(x)\ln xdx
      • 凑多项式
      1. Pn(x)arctanxdx\int P_n(x)\arctan xdx
      • 凑多项式
      1. Pn(x)arcsinxdx\int P_n(x)\arcsin xdx
      • 凑多项式
  • 指数 × 三角
    • 7. eαxsinβxdx\int e^{\alpha x}\sin\beta xdx
      • 凑谁都行
      1. eαxcosβxdx\int e^{\alpha x}\cos\beta xdx
      • 凑谁都行

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