第三章一元积分学
第一节 不定积分
原函数
若,则称的原函数
注:
(1)是
(2)
不定积分(不定:全体;积分:原函数)
全体原函数的过程, 称为的不定积分:记作
其中为积分号,为被积函数,为积分n变量,
注:(------------------------------------重点重点--------------------------------------------------------)
(1);注:d就是微分,微分就是求导,所以在在需要改变,需要注意。
(2)
例题
解法:根据式子,可以看出。这里面的。所以我们要把他变为一样。上面说了是微积分其实就是求导。所以可以看出.所以要在前面加上,即是。最后变为
不定积分的性质
积分与微积分的关系
注:
①、积分 与微积分(求导)互为逆运算, 相遇就抵消
②、最外层求什么,结果就带什么标志:
积分基本公式
例子1
分析,我们先化简为类型是一样的式子来,即是。然后再分开,化简,然后再化简,再化简。
三角函数:( 次数降1,角度翻倍 )
例子2
分析 :一眼就可以看出,我们需要化简的是分子,但是有三种表现形式,究竟用那种。这时候再看看分母就可以得出。应该这样化简化简为。所以
不定积分的计算
第一换元法(凑微分)微分->导数
(1)
看简单的有没有复杂的某一部分导。若是有,那么简单的原函数就是他的微了
(2)常用的凑微分
例一
分析:
例二
分析:
例三
分析:我们把复杂的求导,可以看出分母是比分子复杂的,而且分子也是分母求导后的一部分,所以:
例四
分析:是否能看成一个整体性很重要:
例五
分析。。谁复杂,就谁是导的那个。。所以:
例六
选D,分析:只有导数被积分了,才能得到原式排除AB, 然后再简单计算一下,就可以得到选项D
有理分式积分
(1)分子次数 >= 分母次数 对分子加减项(+1、-1)和分母相消。
例:
(2)分子次数 <分母次数凑微分
例:
例:
= =
(3)分母可因式分解
例1
= ……
例2
=
例3
(4)分母不可因式分解(不能因式分解,就配方)
公式:
例题1:
第二还换元法
(1)含有
例子1
(2)含有两种或两种以上
方法:令
(3三角代换
5、分部积分
公式:
(1)步骤:①根据”反对幂三指“排序;②两边提取-调换位置
(2)适用:两类函数相乘
例题1:
解题:可以看出该式子,就是由”反对幂三指“这三种函数组成的式子。可以看出:幂函数”x“比指数函数”“更靠前。所以是被微的对象,变为:。既有……最后结果要加C
例题2:
解题:可以看出该式子,有幂函数”“,以及三角函数:“”。幂函数比三角函数排序靠前,所以就有了 ,所以然有了:,最后为……
例题3:
解题,前面题步骤直接跳过,到这.。差不多,主要想理解d后的微积分是为啥可以直接导出来。
例题4:
思路:这个只有单个函数组成的式子,其实也可以变成两个函数组成的式子,只需添加一个。当然最后变式子也是原式,所以也可以直接进行到,式子套进去运算的那一步就可以对象了
定积分
一. 定积分的的有关概念。
1、定积分:求曲边梯形的面积
2、定积分的几何意义
3、定积分的存在定理
(1)若是上连续,必存在。
(2)若在[a, b]上有界,且只有有限个间断点,则必存在
二. 定积分的性质
1、估值定理(求范围) ①若在[a, b]上,
例题
解题思路:先找被积函数的范围即是f(x)的范围也就是所谓的高,然后再与长相乘,那就是整个定积分的范围了
2、 积分中值定理(平均值定理)
条件:若f(x)在[a, b]上连续
结论:。固有:
3、对称区间上的奇偶性(奇函数:原点对称; 偶函数:y轴毒对称)
例题一:
解析:此式子是奇*偶 = 奇,所以该式子是一个奇性,所以答案为0.
例题二:
解析:此式子是奇*偶 = 奇,所以该式子是一个奇性,所以答案为0.
牛顿——莱布尼茨公式
注意:
① f(x)在[a, b]上连续
② 定积分结果不用再加C
例子:
解题:
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三、定积分的计算
第一换元法(凑微分)
例题一:
解题思路: 这边用到的是凑微分的方式
例题二
解题思路:我们可以看出是由的,所以我们要考虑的是用到第二还原法。那么我们直接化简就可以化成的形式。那么就可以看出最后的答案,得出最后的答案。。
例题三
解题思路: 我们可以看出出题目的就是用了根号,所以我们使用第二换元法。
分部积分
公式:
(1)步骤:①根据”反对幂三指“排序;②两边提取-调换位置,靠后的原函数要往后放。
(2)适用:两类函数相乘
例题一:
结论:我们可以看到这个式子也有包含根号,所以先用第二换元法,然后再用分部积分,求出结论。
含有绝对值、分段函数求定积分
技巧:根据积分的可加性。在f(x) = 0处断开,分成两个不同区间的定积分。
例题一:
解题思路:我们首先要先得到f(x) = 0处的x值是为2.然后分段,分成[0, 2], [2, 4],然后再算算那个是负数。
例题二
解题思路:一般这种情况下,就先找到断点
例题三
解题思路:我们首先要先换元,把x-2换成t,注意是,定积分的范围也是要换的。然后找断点,显然,这里的断点是0。所以,我们就可以根据这样的式子,最后计算得出我们的结果了
含有定积分的方程求
步骤:
①
②两边同时取,(注意新产生的A)
例题一
思路,我们先令 = A,代入式子。再边都取,。注意新产生的A
变限积分
1、变限积分:
2、求导公式:
3、常考:
3、 注意:常数的求导都等零(0)。适用于上下限有一个未知数,
变化:
例子一:
解题思路:我们如此可见,这是让我们进行求导,然后我们套入公式得出答案,即可!
无穷区间上的广义积分
定义:上限或下限出现∞的积分
注:如果结果存在,则该积分收敛,否则发散
例题一:
解题技巧:我们首先可以看到这个出现了∞,所以这是求,无穷广义上的积分。,所以我们可以直接套入公式得出答案来,不过,我们首先要使用凑微分。
定积分的应用
求(封闭图形)平面图形的面积
例题一
解题思路,对于定积分的应用
第一步:我们先画出图形,根据关键点,交点来画图,并找出他们所围的封闭图形。
第二步:我们要判断,我们切割是水平切割,还是垂直切割。那个方便那个了来。根据我们例题的图形,我们要选择的是水平切割,垂直切割会出现 转折点,会比较麻烦一点。
第三步:写出定积分式子:。这边我们要搞清楚在水平切割时,要分辨是谁再最右侧的,那么就是谁
求旋转体的体积
原理:根据圆柱体的体积来算,即是底面积乘高。所以定积分的形式也是相当于第,面积乘高
例题一:
解题思路:我们可以根据自己所画的图,可以看出他么出现了交点,也就是说有两部分,曲线所旋转的区域是不一样的。所以我们必须要分开来。
图形
根据图形所得式子:
例题二
解题思路。画出我们的图形,根据图形我们可以看出,这个图形就是空心圆锥体。
例三
解题思路:我们也可以看得出,这个图形也是一个空心圆柱,我们要减去里面的空心部分
例题三
解题思路:这里由第一点不一样的就是,该x是趋向于+∞的。所以在写上下限的时候一定要不要弄错。
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求平面曲线的弧长
原理:这个借助了沟谷定理求出一小段的切线的距离(即弧长),然后我们通过无限的切割,足够细的时候,他们就说过相等的。
例题一
解题思路:我们可以看出这是求[0, 1]的弧长的距离,代入公式,就可以求出。