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文檔簡介

第四節(jié)換元積分法

第五章

不定積分一、第一類換元法二、第二類換元法即是的一個(gè)原函數(shù)。設(shè),則由復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo)法則一、第一類換元法定理1設(shè)具有原函數(shù),可導(dǎo),則有證:所以有上面的定理告訴我們,在求時(shí),如果被積表達(dá)式可以化為而的原函數(shù)可以求出,則可設(shè),于是不定積分顯然不等于,這是因?yàn)?/p>

。從上述可知:第一類換元法的基本思想就是將被積函數(shù)湊出一個(gè)微分,使湊微分后的被積函數(shù)易于求出其原函數(shù)。例1求解:但被積表達(dá)式可以整理為且因此,設(shè),于是令,于是例2

求解:例3求因此,令,于是由于解:例4求因此,設(shè),于是類似地可得解:由于例5求因此,令,于是在對變量代換比較熟練以后,就不一定寫出中間變量u。解:由于例6在上例中,實(shí)際上已經(jīng)用了變量代換,并在求出積分之后,將代回,只是沒有把這些步驟寫出來。解:例7求解:例8求解:例9求解:例10求所以由于,解:例11求解:類似地,可求出

例12解:二、第二類換元法上面講的第一類換元法是通過湊微分的途徑,把積分化為積分,其中。如果可以求出,原積分就可以求出。但是,我們也常常會遇到相反的情形,即對于不易求出,但適當(dāng)選擇變量代換,得而的原函數(shù)可以求出,設(shè)為,即這種積分方法稱為第二類換元法。如果存在反函數(shù),則有由假設(shè),又由復(fù)合函數(shù)及反函數(shù)微分法,有定理2設(shè)單調(diào)可微,且,若,則。其中是的反函數(shù)。即是的一個(gè)原函數(shù),于是證:這個(gè)定理告訴我們:對于積分,可以作變量代換化為積分變量為t的積分,積分后再用的反函數(shù)回代即可。設(shè),即,則

,于是例1求解:例2求設(shè),即,則

,于是解:為了消去根號,可以設(shè),則例3求于是解:將,,代入上式,即得(其中)。為了消去根號,可以設(shè),則,例4

求解:可以作輔助三角形便有,所以例5

求則,,于是解:與上兩例類似,也是為了消去根號,可以設(shè)為了把結(jié)果換成x的函數(shù),可以根據(jù)作

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