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我要成为不定积佬!

积分是求导的逆运算,通过不定积分可以算出某个导函数的一堆原函数,而定积分可以算出某段导函数与xx轴围成的面积

这就是一个不定积分:

f(x)dx\int f(x)\,dx

\int积分号f(x)f(x)被积函数f(x)dxf(x)\,dx被积表达式xx积分变量

其实\int就是一个拉长的s,来自于sum

有些积分是必须要背的,与基本导数对应的叫常用导数

==积完千万别忘掉后面要加一个常数CC!!!==

和导数类似,不定积分有这么两个很符合直觉的性质

[f(x)+g(x)]dx=f(x)dx+g(x)dxkf(x)dx=kf(x)dx\begin{gather} \int [f(x)+g(x)]\,dx=\int f(x)\,dx+\int g(x)\,dx \\ \int kf(x)\,dx=k\int f(x)\,dx \end{gather}

这是非常重要的一种方法,就是把表达式成基本积分的样子然后就能直接套公式了,很多题目都要用到这个方法

如果忘了微分的性质,就要回去复习了

比如

13x+1dx\int \frac{1}{3x+1} \,dx

显然只要把微分凑成d(3x+1)d(3x+1)就能套公式了

然后有

1313x+1d(3x)\frac{1}{3} \int \frac{1}{3x+1} \,d(3x)

再免费加个11

1313x+1d(3x+1)\frac{1}{3} \int \frac{1}{3x+1} \,d(3x+1)

就能积出答案了

13ln(3x+1)+C\frac{1}{3} \ln(3x+1) +C

如果出现了根号,那用换元去根号是个好主意

比如有

e3xxdx\int \frac{e^{3\sqrt x}}{\sqrt x} \,dx

只要让t=xt=\sqrt x,加上两行x=t2,dx=2tdtx=t^2,\,dx=2t\,dt就能继续了

于是变成

e3tt2tdt=2e3tdt\int \frac{e^{3t}}{t}2t\,dt=2\int e^{3t}\,dt

之后凑一下

23e3td(3t)=23e3t+C=23e3x+C\frac{2}{3} \int e^{3t}\,d(3t)=\frac{2}{3}e^{3t} +C=\frac{2}{3}e^{3\sqrt x} + C

还有一种方法叫三角换元,不过似乎考得比较少

分部积分法是由成绩求导法则推出来的一个==很重要==的公式,特别适用于积分中两个相乘的式子看起来没有任何关系时用

这个公式非常简单

udv=uvvdu\int u\,dv=uv-\int v\,du

一般而言,如果两个都能凑的话,就把更复杂那个放到dd后面,复杂度的顺序一般是反,对,幂,三,指

如果只有一个那就无所谓什么复杂度了

比如有个xcosxdx\displaystyle \int x\cos x \,dx

变成

xd(sinx)\int x \,d(\sin x)

然后

xsinxsinxdx=xsinx+cosx+Cx\sin x - \int \sin x \,dx=x\sin x + \cos x + C

结束~

两个多项式的商P(x)Q(x)\displaystyle \frac{P(x)}{Q(x)}被称为有理函数,亦称有理分式,当P(x)P(x)的最高次数小于Q(x)Q(x)的最高次数时,这就是个真分式,否则就叫假分式

如果手头是个假分式,那就通过加加减减变成真分式,如果手头是个真分式,那就拆分子分母得到基本项再凑微分套公式

比如

x+1x25x+6dx=x+1(x3)(x2)dx\int \frac{x+1}{x^2-5x+6}\,dx = \int \frac{x+1}{(x-3)(x-2)}\,dx

这个式子实际上可以拆成

Ax3+Bx2\frac{A}{x-3}+\frac{B}{x-2}

由待定系数法可以发现

{A+B=12A3B=1\left\{ \begin{aligned} &A+B=1 \\ &-2A-3B=1 \end{aligned} \right.

解得

原式=(4x33x2)dx原式=\int (\frac{4}{x-3} -\frac{3}{x-2})\,dx

然后便能拆开算了

如果底下次数不是11呢,对于

x3(x1)2(x+1)\frac{x-3}{(x-1)^2(x+1)}

要化成

Ax1+B(x1)2+Cx+1\frac{A}{x-1} + \frac{B}{(x-1)^2}+\frac{C}{x+1}

由此可见,次数为几就会有几项,而且每个次数都会有一项

如果出现了三角函数+常数,那大概率会需要使用万能公式

u=tanx2\displaystyle u=\tan \frac{x}{2},于是sinx=2u1+u2,cosx=1u21+u2\displaystyle \sin x=\frac{2u}{1+u^2},\cos x=\frac{1-u^2}{1+u^2},而x=2arctanux=2\arctan u,于是dx=21+u2du\displaystyle \,dx=\frac{2}{1+u^2}\,du,之后就可以用有理函数的计算方式了

如果要给一个多项式×\times非多项式的式子积分的话,其实有一种相当快的方法,下面的f(x)f(x)是多项式而g(x)g(x)是非多项式

f(x)g(x)dx=f(x)g(x)dx+f(x)(g(x)dx)dx++C\int f(x)g(x) dx = f'(x)\int g(x)dx + f''(x)\int (\int g(x)dx) dx + \cdots + C

积出来的结果持续到多项式被导完为止