二、第二類(lèi)換元法

1、目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 二、第二類(lèi)換元法二、第二類(lèi)換元法第二節(jié)一、第一類(lèi)換元法一、第一類(lèi)換元法換元積分法 第四四章 目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 第二類(lèi)換元法第二類(lèi)換元法第一類(lèi)換元法第一類(lèi)換元法xxxfd)()(uufd)(基本思路基本思路 設(shè), )()(ufuF)(xu可導(dǎo),xxxfd)()(CxF)()(d)(xuuuf)()(xuCuF)(dxFxxxfd)()(則有目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 一、第一類(lèi)換元法一、第一類(lèi)換元法定理定理1.,)(有原函數(shù)設(shè)uf,)(可導(dǎo)xu則有換元公式xxxfd)()(uufd)()(xu)(d)(xxf(也稱(chēng)配元法配元法即xxxfd)()(, 湊

2、微分法湊微分法)目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 例例1. 求).1(d)(mxbxam解解: 令,bxau則,ddxau 故原式原式 =muuad1a1Cumm1111)() 1(1mbxamaC注注: 當(dāng)1m時(shí)bxaxdCbxaaln1注意換回原變量目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 221d1( )xaxa例例2. 求.d22xax解解:22dxax,axu 令則xaud1d21uuda1Cuaarctan1Caxa)arctan(1想到公式21duuCu arctan( )xa目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 例例3. 求).0(d22axax21duu想到Cu arcsin解解:2d1 ( )xa

3、xa)(d)(xxf(直接配元)xxxfd)()(2d( )1 ( )xaxaCax arcsin22dxax目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 例例4. 求.dtanxx解解:xxxdcossinxxcoscosdCx cosln?dcotxxxxxsindcosCx sinlnxxsinsindxxdtan類(lèi)似目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 Caxaxaln21例例5. 求.d22axx解解:221ax )(axax)()(axaxa21)11(21axaxa 原式原式 =a21axxaxxdda21axax)(d a21ax lnax lnCaxax)( d目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 常用的幾

4、種配元形式常用的幾種配元形式: 1)()df axbx()f axb)(dbxa a112)()dnnf xxx)(nxfnxdn113)()dnf xxx)(nxfnxdn1nx1萬(wàn)能湊冪法4)(sin )cos dfxx x )(sin xfxsind5)(cos )sin dfxx x )(cosxfxcosd目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 xxxfdsec)(tan)62)(tan xfxtandxfxxde )(e)7)(exfxedxxxfd1)(ln)8)(ln xfxlnd例例6. 求.)ln21 (dxxxxln21xlnd解解: 原式 =xln2121)ln21 (dxCx

5、ln21ln21目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 例例7. 求.de3xxx解解: 原式 =xxde23)3d(e323xxCx3e32例例8. 求.dsec6xx解解: 原式 =xdxx222sec) 1(tanxtandxxxtand) 1tan2(tan24x5tan51x3tan32xtanC目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 例例9. 求.e1dxx解法解法1xxe1dxxxxde1e)e1 (xdxxe1)e1 (dxCx)e1ln(解法解法2 xxe1dxxxde1exxe1)e1 (dCx)e1ln()1(elne)e1ln(xxx兩法結(jié)果一樣兩法結(jié)果一樣目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 x

6、xxsindsin11sin1121例例10. 求.dsecxx解法解法1 xxdsecxxxdcoscos2xx2sin1sindxsin1ln21Cxsin1lnCxxsin1sin1ln21目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 xxtansec解法解法 2 xxdsecxxdsecxxtansec )tan(secxxxxxxxxdtansectansecsec2)tan(secdxx Cxxtansecln同樣可證xxdcscCxxcotcscln或xxdcscCx2tanln(P199 例18 )目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 222d)(2123xax例例11. 求.d)(23223xaxx

7、解解: 原式 =23)(22ax22dxx21222)(aax21)(2122ax)(d22ax 23)(2222axa)(d22ax 22ax 222axaC目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 )2cos2cos21 (241xx 例例12 . 求.dcos4xx解解:224)(coscosxx 2)22cos1(x)2cos21 (24cos141xx)4cos2cos2(212341xxxxdcos4xxxd)4cos2cos2(21234141xd23)2d(2cosxx)4(d4cos81xxx83x2sin41x4sin321C目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 例例13. 求.d3cossi

8、n22xxx解解:xx3cossin22221)2sin4(sinxx xxxx2sin2sin4sin24sin24141241)8cos1 (81xxx2cos2sin2)4cos1 (81x原式 =xd41)8d(8cos641xx)2(sind2sin221xx)4d(4cos321xxx41x8sin641x2sin361x4sin321C目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 xxxxe11e1xxxxxdedexxxde) 1(例例14. 求.d)e1 (1xxxxx解解: 原式 =xxxxxd)e1 () 1(xexe)e1 (e1xxxx)e(d)e11e1(xxxxxx)e1 (ee

9、e1xxxxxxxx)e(dxxxxelnxxe1lnCCxxxxe1lnln分析分析: 目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 例例15. 求.d)()()()()(32xxfxfxfxfxf 解解: 原式原式)()(xfxfxxfxfxfxfxfd)()()(1)()(2 xxfxfxfxfd)()()()(22 Cxfxf2)()(21)()(d(xfxf)()(xfxf目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 小結(jié)小結(jié)常用簡(jiǎn)化技巧:(1) 分項(xiàng)積分:(2) 降低冪次:(3) 統(tǒng)一函數(shù): 利用三角公式 ; 配元方法(4) 巧妙換元或配元等xx22cossin1; )2cos1 (sin212xx; )2cos

10、1 (cos212xx萬(wàn)能湊冪法xxxfnnd)(1nnnxxfd)(1xxxfnd1)(nxnnxxfnd)(11利用積化和差; 分式分項(xiàng);利用倍角公式 , 如目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 思考與練習(xí)思考與練習(xí)1. 下列各題求積方法有何不同? xx4d) 1 (24d)2(xxxxxd4)3(2xxxd4)4(2224d)5(xx24d)6(xxxxx4)4(d22221)(1)d(xx22214)4(dxxxxd441241xx2121xd2)2(4x)2(dx目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 xxxd) 1(1102. 求.) 1(d10 xxx提示提示:法法1法法2法法3 ) 1(d10

11、xxx10)x ) 1(d10 xxx) 1(1010 xx ) 1(d10 xxx)1 (d1011xxx101x10d x10110(x10dx101作業(yè) 目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 二、第二類(lèi)換元法二、第二類(lèi)換元法第一類(lèi)換元法解決的問(wèn)題難求易求xxxfd)()(uufd)()(xu若所求積分xxxfd)()(易求,則得第二類(lèi)換元積分法 .難求，uufd)(目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 CxF)()()()(ttft定理定理2 . 設(shè))(tx是單調(diào)可導(dǎo)函數(shù) , 且,0)( t)()(ttf具有原函數(shù) ,)(1d)()(d)(xttttfxxf.)()(1的反函數(shù)是其中txxt證證:的原函

12、數(shù)為設(shè))()(ttf, )(t令 )()(1xxF則)(xFtddxtdd)()(ttf)(1t)(xfxxfd)(Cx)(1Ct )(1xt)(1d)()(xttttf則有換元公式目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 例例16. 求. )0(d22axxa解解: 令, ),(,sin22ttax則taaxa22222sintacosttaxdcosd 原式tacosttadcosttadcos22Ca242sin2ttax22xa taxarcsinCxax222122atttcossin22sin2ax22axa21cos2d2tat目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 例例17. 求. )0(d22aa

13、xx解解: 令, ),(,tan22ttax則22222tanataaxtasecttaxdsecd2 原式 ta2sectasectdttdsec1tanseclnCttax22ax tln22ax a)ln(1aCCCaxx22lnxa1C目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 例例18. 求. )0(d22aaxx解解:,時(shí)當(dāng)ax 令, ),0(,sec2ttax則22222secataaxtatanxdtttadtansec 原式td ttatansectatanttdsec1tanseclnCttax22ax t1 lnCCaxx22ln)ln(1aCC22ax axa目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回

14、結(jié)束 ,時(shí)當(dāng)ax令,ux,au 則于是22daxx22dauuCaxx22ln22daxx，時(shí)ax 122lnCauu122lnCaxx1222lnCaxxa)ln2(1aCCCaxx22ln目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 說(shuō)明說(shuō)明:1. 被積函數(shù)含有時(shí)，或2222axax 除采用三角1shch22tt采用雙曲代換taxsh消去根式 , 所得結(jié)果一致 . ( 參考 P204 P205 )taxch或代換外, 還可利用公式2eeshxxxCx chxxdch)15(Cx shxxdsh)14(2eechxxx2. 再補(bǔ)充兩個(gè)常用雙曲函數(shù)積分公式 目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 原式21) 1(22t

15、a221a例例19. 求.d422xxxa解解: 令,1tx 則txtdd21原式ttd12tttad) 1(2122,0時(shí)當(dāng)x42112tta Cata2223) 1(23當(dāng) x 0 時(shí), 類(lèi)似可得同樣結(jié)果 .Cxaxa32223)(23) 1(d22ta目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 小結(jié)小結(jié):1. 第二類(lèi)換元法常見(jiàn)類(lèi)型第二類(lèi)換元法常見(jiàn)類(lèi)型: ,d),() 1xbaxxfn令nbxat,d),()2xxfndxcbxa令ndxcbxat,d),()322xxaxf令taxsin或taxcos,d),()422xxaxf令taxtan或taxsh,d),()522xaxxf令taxsec或ta

16、xch第四節(jié)講目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 xxdtan)16(xxdcot)17(xxdsec)18(xxdcsc)19(Cx coslnCx sinlnCxx tanseclnCxxcotcscln2. 常用基本積分公式的補(bǔ)充 (P205 P206)7) 分母中因子次數(shù)較高時(shí), 可試用倒代換倒代換 ,d)()6xafx令xat 目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 xxad1)20(22xxad1)22(22xaxd1)23(22xaxd1)21(22Caxaarctan1Caxaxaln21CaxarcsinCaxx)ln(22xaxd1)24(22Caxx22ln目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束

17、.32d2 xxx解解: 原式xxd2) 1(122)2() 1( dx21arctan21xC(P206 公式 (20) )例例20. 求例例21. 求.94d2xxI解解:223)2()2(d21xxICxx942ln212(P206 公式 (23) )目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 例例22. 求.1d2xxx解解: 原式 =22)()()(d21x(P206 公式 (22) )2521xCx512arcsin例例23. 求.1ed2xx解解: 原式xx2e1edCxarcsine(P206 公式 (22) )目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 例例24. 求.d222 axxx解解: 令1,t

18、x 得原式ttatd1221) 1(d2122222tataaCtaa11222Cxaax222目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 ttttd)1(12132例例25. 求.2) 1(d23xxxx解解: 原式1) 1() 1(d23xxx令tx11tttd122tttd11)1 (22tt d12ttd112例例16tttarcsin121221Ct arcsinCxxxx1121) 1(221arcsin22例16 目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 思考與練習(xí)思考與練習(xí)1. 下列積分應(yīng)如何換元才使積分簡(jiǎn)便 ?xxxd1) 1 (25xxe1d)2( )2(d)3(7xxx令21xt令xte1令xt1目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束 2. 已知,1d)(25Cxxxfx求.d)(xxf解解: 兩邊求導(dǎo), 得)(5xfx,12xx則1dd)(24xxxxxf)1(xt 令231dttt222d121ttt1(1)1 (d)1 (212221tt)1 (d)1 (212221tt23)1 (312tCt21)1 (2(代回原變量代回原變量) 目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返