不定积分的由来求解

定积分_百度百科
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[dìng jī fēn]
定积分是的一种,是函数f(x)在区间[a,b]上的积分和的。这里应注意定积分与不定积分之间的关系:若定积分存在,则它是一个具体的数值(曲边梯形的面积),而不定积分是一个函数表达式,它们仅仅在数学上有一个计算关系(),其它一点关系都没有!一个函数,可以存在不定积分,而不存在定积分,也可以存在定积分,而不存在不定积分。一个连续函数,一定存在定积分和不定积分;若只有有限个间断点,则定积分存在;若有跳跃间断点,则原函数一定不存在,即不定积分一定不存在。
定积分积分分类
不定积分(Indefinite integral)
即已知求。若F′(x)=f(x),那么[F(x)+C]′=f(x).(C∈R C为常数).也就是说,把f(x),不一定能得到F(x),因为F(x)+C的导数也是f(x)(C是任意常数)。所以f(x)积分的结果有无数个,是不确定的。我们一律用F(x)+C代替,这就称为。即如果一个导数有原函数,那么它就有无
限多个原函数。
定积分 (definite integral)
定积分就是求函数f(X)在区间[a,b]中的图像包围的面积。即由 y=0,x=a,x=b,y=f(X)所围成图形的面积。这个图形称为,特例是。[1]
定积分定义
设函数f(x) 在区间[a,b]上,将区间[a,b]分成n个子区间[x0,x1], (x1,x2], (x2,x3], …, (xn-1,xn],其中x0=a,xn=b。可知各区间的长度依次是:△x1=x1-x0,在每个子区间(xi-1,xi]中任取一点ξi(1,2,...,n),作和式
。该和式叫做积分和,设λ=max{△x1, △x2, …, △xn}(即λ是最大的区间长度),如果当λ→0时,积分和的极限存在,则这个极限叫做函数f(x) 在区间[a,b]的定积分,记为
,并称函数f(x)在区间[a,b]上可积。[2]
其中:a叫做积分下限,b叫做积分上限,区间[a, b]叫做积分区间,函数f(x)叫做被积函数,x叫做积分变量,f(x)dx 叫做被积表达式,∫ 叫做积分号。
之所以称其为定积分,是因为它积分后得出的值是确定的,是一个常数, 而不是一个。
根据上述定义,若函数f(x)在区间[a,b]上可积分,则有n等分的特殊分法:
特别注意,根据上述表达式有,当[a,b]区间恰好为[0,1]区间时,则[0,1]区间积分表达式为:
定积分性质
1、当a=b时,
2、当a&b时,
3、常数可以提到积分号前。
4、代数和的积分等于积分的代数和。
5、定积分的可加性:如果积分区间[a,b]被c分为两个子区间[a,c]与[c,b]则有
又由于性质2,若f(x)在区间D上可积,区间D中任意c(可以不在区间[a,b]上)满足条件。
6、如果在区间[a,b]上,f(x)≥0,则
7、积分中值定理:设f(x)在[a,b]上连续,则至少存在一点ε在(a,b)内使
定积分常用积分法
定积分换元积分法
(2)x=ψ(t)在[α,β]上单值、可导;
(3)当α≤t≤β时,a≤ψ(t)≤b,且ψ(α)=a,ψ(β)=b,
定积分分部积分法
设u=u(x),v=v(x)均在区间[a,b]上可导,且u′,v′∈R([a,b]),则有分部积分公式:[3]
(见参考资料1)
定积分分点问题
定积分是把函数在某个区间上的图象[a,b]分成n份,用平行于y轴的直线把其分割成无数个矩形,再求当n→+∞时所有这些矩形面积的和。习惯上,我们用等差级数分点,即相邻两端点的间距Δx是相等的。但是必须指出,即使
不相等,积分值仍然相同。我们假设这些“矩形面积和”
那么当n→+∞时,
的最大值趋于0,所以所有的
趋于0,所以S仍然趋于积分值.
利用这个规律,在我们了解之前,我们便可以对某些函数进行积分。例如我们可以证明对于函数
我们选择等比级数来分点,令公比
那么“矩形面积和”
利用等比级数公式,得到
令n增加,则s,q都趋于1,因而N的极限为(u+v)/v=u/v+1=k+1.
定积分黎曼积分
定积分的正式名称是。用自己的话来说,就是把上的函数的图象用平行于y轴的直线把其分割成无数个矩形,然后把某个[a,b]上的矩形累加起来,所得到的就是这个函数的图象在区间[a,b]的面积。实际上,定积分的上下限就是区间的两个端点a,b.
我们可以看到,定积分的本质是把图象无限细分,再累加起来,而积分的本质是求一个导函数的原函数。它们看起来没有任何的联系,那么为什么定积分要写成积分的形式呢?
定积分定理
定理1:设f(x)在区间[a,b]上连续,则f(x)在[a,b]上可积。
定理2:设f(x)区间[a,b]上有界,且只有有限个间断点,则f(x)在[a,b]上可积。
定理3:设f(x)在区间[a,b]上单调,则f(x)在[a,b]上可积。
牛顿-莱布尼茨公式
定积分与不定积分看起来风马牛不相及,但是由于一个数学上重要的理论的支撑,使得它们有了本质的密切关系。把一个图形无限细分再累加,这似乎是不可能的事情,但是由于这个理论,可以转化为计算积分。这个重要理论就是大名鼎鼎的牛顿-莱布尼兹公式,它的内容是:
如果f(x)是[a,b]上的连续函数,并且有F′(x)=f(x),那么
用文字表述为:一个定积分式的值,就是原函数在上限的值与原函数在下限的值的差。
正因为这个理论,揭示了积分与黎曼积分本质的联系,可见其在微积分学以至更高等的数学上的重要地位,因此,牛顿-莱布尼兹公式也被称作微积分基本定理。
定积分应用
解决求曲边图形的面积问题
面图形D的面积S.
求变速直线运动的路程
做的物体经过的路程s,等于其速度函数v=v(t) (v(t)≥0)在时间区间[a,b]上的定积分。
某物体在变力F=F(x)的作用下,在位移区间[a,b]上做的功等于F=F(x)在[a,b]上的定积分。(见图册“应用”)
数列求和的极限
若函数在[a,b]上连续,则有:
若函数在[a,b]上连续,则有:
若函数在[0,1]上连续,则有:
以上三个结论。[4]
Apostol, Tom M. (1967), Calculus, Vol. 1: One-Variable Calculus with an Introduction to Linear Algebra (2nd ed.), Wiley, ISBN 978-0-471-00005-1
同济大学数学系.高等数学第六版上册.北京:高等教育出版社,2007年
Burton, David M. (2005), The History of Mathematics: An Introduction (6th ed.), McGraw-Hill, p. 359, ISBN 978-0-07-
.百度文库[引用日期]
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习题课说明,各助教露面say hi。
导数定义,仔细讨论导数的定义。
讨论导数的图像。
利用导数使得分段函数保持光滑性。
介绍了求导的一个法则。
多项式函数的求导。
正弦函数和余弦函数的求导。
讨论n个函数情况的乘法法则。
用除法法则求正切函数的导数。
应用链式法则求包含三个函数的复合函数的导数。
应用线性逼近求隐式函数在某一特定点的值。
应用反函数理论对反正切函数作图。
求反余弦函数的图像与导数。
通过三个例题强化训练对数和指数的求导方法。
四个对数法则及其应用。
通过和三角函数的对比,更直观地理解双曲三角函数。
应用隐式微分法则求由隐式方程给出曲线上某点的切线。
求复合函数的二次逼近的两种方法。
给出求两个函数乘积在某点的二次逼近的简单方法。
运用导数知识进行曲线作图。
优化问题——求曲线上距离原点最近的点。
优化问题——求过定点的直线与坐标轴围成三角形的最小面积。
优化问题——对体积固于定圆柱体,求使得表面积最小的半径与高之比。
对于一个膨胀的球体,求其半径和表面积关于时间的变化率。
利用微分求瞬时速度。
用牛顿法求方程的近似解。
用中值定理证明tanx&x。
用中值定理证明分析问题。
求一个不连续函数的反微商,并作出其图像。
计算多项式和三角函数的微分。
通过微分的方法求√21的近似值
[第32课]不定积分的计算
求一个函数的不定积分
应用换元法和“猜想法”求不定积分
求解一个无初值条件的微分方程
求满足带有两个初值条件的微分方程的函数
关于求和号使用的三道习题。
利用子区间及相应的左端点估计定积分的值。
用积分就算抛物面所围成立体的体积。
利用积分的黎曼和定义解决实际问题。
用微积分基本定理计算正切函数的定积分。
用两种变量替换的方法解定积分。
应用第二微积分基本定理求函数在定点的值。
求d/dx(∫costdt)[从0到x^2]。
用f表示F(x)=∫f(t)dt[从0到x]的二次逼近。
用积分计算sin和cos在π/4和5π/4之间围成区域的面积。
用积分计算函数y=x^3和y=3x-2围成区域的面积。
用圆盘法求抛物面的体积。
用壳层法求旋转体的体积。
利用积分计算变速运动过程中某段时间内的平局速率。
利用积分求给定区域的x坐标的平均值,并计算一个随机点落入给定区域的概率。
Simpson法则中的系数的由来。
利用梯形法则和辛普森法则近似y=sinx在区间[0,π]的积分。
计算带有三角函数的积分。
用三角积分计算旋转体的体积。
用替换的方法求偶数次幂正切函数的积分。
用双曲三角变量替换计算图形的面积。
用配方法求积分:用配方法求不定积分∫(1/(x^2-8x+1))dx。
部分分式分解:应用部分分式分解方法将分式化成容易积分的形式。
通过四道分部积分法的习题体会函数u和v'的选取。
求解积分Fn=∫sin^(n)dx。
利用弧长公式计算曲线y=x^(3/2)在[0,4]上的弧长。
通过积分球圆环面的表面积。
介绍了计算用参数表示的曲线弧长的计算方法。
通过计算两个例子,介绍了极坐标和直角坐标(笛卡尔坐标)的变换。
对r=1+cos(θ/2)进行作图并计算其包围图形的面积。
熟悉积分技巧,包括部分积分法、三角换元等。
熟悉积分技巧,包括对三角函数的积分以及分部积分法。
熟悉积分技巧,包括分部积分法和换元法。
熟悉积分技巧,包括分部积分法、换元法、部分积分法等。
通过一些例子来熟悉洛必达法则的应用。
用例子说明,应用洛必达法则的时候并不是适用于所有情况。
介绍了几种常见的不定式,特别计算了1^∞型的一个例子。
介绍了令人惊讶的f(x)=1/x绕x轴旋转得到的几何体的结论——体积有限,但截面面积无限。
积分学习的深入,介绍了反常积分的概念。
计算x^ne^(-x)的积分。
介绍了级数的敛散性。
介绍了判别级数收敛抑或发散的办法——比较判别法。
介绍了判别级数收敛抑或发散的办法——比值判别法(又名达朗贝尔判别法)。
介绍了判别级数收敛抑或发散的办法——积分判别法。
积分判别法除了可以判别级数的敛散性,还可以作为一种工具估计级数的大小。
利用比值判别法,探究“收敛半径”。
求解一些幂级数问题。
求解一些函数的泰勒级数。
探究多项式的泰勒级数。
求解sec(x)的泰勒级数。
泰勒级数与积分相结合的联系。
黎曼和作为积分的定义手段,它也是一个无穷级数。
学校:麻省理工学院
讲师:多人
授课语言:英文
类型:数学 国际名校公开课
课程简介:这是MIT数学课程单变量微积分的配套习题课。内容涉及了单变量微积分课堂上教授布置的习题,也补充讲解了课堂上没有涉及的内容。因此,本课程不仅只是原课堂的补充,而且是它的内容拓展。课程安排参照了单变量微积分内容的顺序,循序渐进地为观看者提供了完整的微积分入门所需的必要主题,包括:1、微分;2、微分应用;3、定积分及其应用;4、积分技巧;5、“无穷”观点。
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不定积分的运算法则
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不定积分的运算法则,别称不定积分的性质,f(x)的原函数,存在微分的反函数。
不定积分的运算法则,包含如下两个性质(注意性质适用条件):
1、设函数f(x)的原函数存在(即f(x)可积,下同),k是常数,则:
2、设f(x),g(x)两个函数存在原函数,则:
3、常见积分几种运算法
换元积分法:
①设f(u)具有原函数F(u) ,如果u是中间变量:u=
(x)可微,那么,根据复合函数微分法,有
'(x)dx,从而根据不定积分的定义就得:
  若要求
的形式,那么:
这种方法称为第一类换元法。
②利用第二类换元法化简不定积分的关键仍然是选择适当的变换公式 x = φ(t)。此方法主要是求无理函数(带有根号的函数)的不定积分。由于含有根式的积分比较困难,因此我们设法作代换消去根式,使之变成容易计算的积分。 下面简单介绍第二类换元法中常用的方法:
(1)根式代换:被积函数中带有根式
,可直接令 t =
(2)三角代换:利用三角函数代换,变根式积分为有理函数积分,有三种类型: 被积函数含根式
;被积函数含根式
注:记住三角形示意图可为变量还原提供方便。
(3)倒代换(即令
):设m,n 分别为被积函数的分子、分母关于x 的最高次数,当 n-m&1时,用倒代换可望成功
(4)指数代换:适用于被积函数由指数
所构成的代数式;
(5)万能代换(半角代换):被积函数是三角函数有理式,可令
分部积分法:
设函数u=u(x)及v=v(x)具有连续导数,则其乘积的导数为:
,移项得:
对两边求不定积分,得:
也可写为:
有困难,而求
比较容易时,分部积分公式就可以发挥作用了。
清除历史记录关闭如上!谢谢
(1+x^2)^0.5的不定积分怎么求解?
∫√(1+x^2)dx
令x=tant,则dx=d(tant)=sec^tdt
原式=∫√(1+tan^2t)*sec^2tdt
=∫sec^3tdt
=∫sect*sec^2tdt
=∫sectd(tant)
=sect*tant-∫tantd(sect)
=sect*tant-∫tant*tant*sectdt
=sect*tant-∫tan^2t*sectdt
=sect*tant-∫(sec^2t-1)*sectdt
=sect*tant-∫sec^3tdt+∫sectdt
所以:∫sec^3tdt=(12)[sect*tant+∫sectdt]
=(12)[sect*tant+ln|sect+tant|]+C
因为x=tant,所以:sect=√(x^2+1)
则,原式=(12)[x*√(x^2+1)+ln|√(x^2+1)+x|]+C
∫√(1+x^2)dx =x*√(1+x^2)-∫x*x*√(1+x^2)dx
=x*√(1+x^2)-∫(x*x+1)/√(1+x^2)dx +∫1/√(1+...
可通过常用积分公式∫1/(x^2+a^2)dx=1/a(arctan(x/a))+C,代入公式 a=1 得答案∫1/(x^2+1)dx=arctanx+C
sin2x dx = 2sinx cosx dx = -2cosx dcosx = -d(cosx)^2
sin2x/根号下(4-cos^4 x) dx = -...
记不得,可查一下公式表就能找到的。
函数y=(1-x^2)^(1/2)的不定积分是
[x*√(1-x^2)+ arcsinx]/2 +C
如果你需要过程,可以用...
∫1/x^8(1-x^2)dx
=∫1/x^8dx-∫1/x^6dx
=(-1/7)/x^7-(-1/5)/x^5+C
=-1/(7x^7)+1/(5x^5)+...
答: 国家线肯定会涨,但是涨幅不会太大。因为去年的工科线是260,今年会涨5~10分吧。但是对于考研的某些专业来说,国家线已经毫无意义,比如去年某校工科国家线最低录取...
答: 税务登记看起来比较好查,
去当地的税务局就可,或是登陆税务局网查询,或留言查询.
在税务局是会登记这个公司的经营业务的,公司办理的时候,税务局会验公司的经营许可...
答: 教育现在很有前途啊
还有那么长的两个假期
我同学考研就考这个!
答: 登陆 可查分数了
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不定积分的计算
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