西交《高等数学(上)》拓展资源 (四)
西交《高等数学(上)》拓展资源(四)第四章不定积分
例题1 下列两个积分性质
为什么其右端不加任意常数 C ?
分析 凡是 则意味着它是 的全体原函数,即积分号包含了任意常数。所以只要有积分号,都可不添任意常数项。 一旦没有积分号,就要立即添上任意常数项,否则是错的 ,例如下面的运算是正确的:
移项整理,得
如果不添加任意常数项,而是写成
则是错误的。
例题2 检查运算 是否正确?
分析 只需验算 ,可知上述运算不正确。其原因在于这里错误地利用了基本积分公式 ,忽视了所给问题与公式的差异。由微分形式不变性可知 因此应有
相仿有
等等。这正是“凑微分”求积分的依据。
例题3 对于同一个积分施以不同的积分方法,若得出的结果形式不同,是否必定有运算错误?
分析 不一定。为了验算运算是否正确,只需对所给结果求导数,看其是否等于被积函数。事实上,如果运算正确,只要结果形式不同,那么这些不同的原函数之间只是相差一个常数。
例题4 求下列不定积分
(1)
解析 (1)将被积函数的分子按完全立方公式展开,分项相除化为幂函数之代数和,即
然后利用不定积分的基本性质,分项积分得
原式
例题5 求下列不定积分
(1) ;
(2)
解析 (1)用凑微分法,因为 ,于是可得
原式
(2)先将被积函数进行三角恒等变形,再用凑微分法求积分
原式
.
例题6 求下列积分
(1) ;
(2) ;
(3) 。
解析 (1)为化掉被积函数中的根号,由,可令则,于是可得
原式
= (其中)
(2)作变量代换,由 ,可令 , ,则 ,于是可得
原式
(3)为了消去被积函数中的根号,由 ,可令 ,则。于是可得
原式
=
例题7 求下列不定积分:
(1) ;
(2) 。
解析 (1)被积函数 是乘积式,用分部积分法求积分,可令 ,则有
由分部积分公式,可得
原式
(2)被积函数虽然不是乘积式,但是含有对数函数,也需用分部积分法求积分,可令
,
.
于是可得
原式
例题8 设 的原函数为 ,求
解析 由题设可知,
利用分部积分公式,可得
=
=
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