考研数学公式Day2:对1/(a+bcosx)的积分

摘要

条 件 : ( a 2 > b 2 ) : ∫ 1 a + b c o s x d x = 2 a + b a + b a − b arctan ⁡ ( a + b b − a tan ⁡ x 2 ) + C 条件:(a^2>b^2):\int{\frac{1}{a+bcosx}dx}=\frac{2}{a+b}\sqrt{\frac{a+b}{a-b}}\arctan(\frac{a+b}{b-a}\tan\frac{x}{2})+C (a2>b2)a+bcosx1dx=a+b2aba+b arctan(baa+btan2x)+C

条 件 : ( a 2 < b 2 ) : ∫ 1 a + b c o s x d x = 1 a + b a + b a − b ln ⁡ ∣ tan ⁡ x 2 + a + b b − a tan ⁡ x 2 − a + b b − a ∣ + C 条件:(a^2(a2<b2)a+bcosx1dx=a+b1aba+b lntan2xbaa+b tan2x+baa+b +C

卧槽,这个公式的LaTeX真的不好写!检查一遍,没错了。

分析

这个公式是绝对不好记的!谁要说好记,直接出门右转!

不好记那还记不记?我想还是要记它的,但是记之前,它的推导方法我感觉是更重要的,所以……先记推导过程,然后,再说吧:

由于a,b常量推导过程写下来乱七八糟,我自己都不想看。这里令a,b取1,2等值(下同),知晓推导方法就行

首先,当 a 2 = b 2 a^2=b^2 a2=b2 时没有这么复杂的公式的。为什么,你看:
考研数学公式Day2:对1/(a+bcosx)的积分_第1张图片

所以,这种情况是更简单的。以下是重头戏:

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a 2 > b 2 a^2>b^2 a2>b2 ,令a=2,b=1

考研数学公式Day2:对1/(a+bcosx)的积分_第2张图片

推导过程就是这样,还是用二倍角公式转化为 c o s 2 x cos ^2x cos2x再计算。确实,方法比结果更应先被记着!

a 2 < b 2 a^2a2<b2 ,同样的方法,自己推推吧。

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再记

以上几种情况都用到了二倍角公式。要达到什么程度?

看到 1 + cos ⁡ x 1+\cos x 1+cosx 1 + cos ⁡ x 1+\cos x 1+cosx 绝对应该想到
c o s x = 2 c o s 2 x 2 − 1 = 1 − 2 s i n 2 2 x = c o s 2 2 x − s i n 2 2 x cosx = 2cos^2\frac{x}{2}-1\\=1-2sin^2\frac{2}{x}\\=cos^2\frac{2}{x}-sin^2\frac{2}{x} cosx=2cos22x1=12sin2x2=cos2x2sin2x2
所以, 1 + c o s x 1+cos x 1+cosx = 2 c o s 2 2 x 2cos^2\frac{2}{x} 2cos2x2 是常见的,要记死了!

还有

∫ 1 a 2 + x 2 d x = 1 a arctan ⁡ x a + C \int{\frac{1}{a^2+x^2}dx}=\frac{1}{a}\arctan\frac{x}{a}+C a2+x21dx=a1arctanax+C

这个不用多说,记不住的话就别吃饭了!推导方法是换元(令 x = a t a n x x=atanx x=atanx),一定要会,明天细谈!

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