不定积分与定积分(高等数学)

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定积分与不定积分的差别

根据牛顿-莱布尼茨公式,许多函数的定积分的计算就可以简便地通过求不定积分来进行。这里要注意不定积分与定积分之间的关系:定积分是一个数,而不定积分是一个表达式,它们仅仅是数学上有一个计算关系。一个函数,可以存在不定积分,而不存在定积分,也可以存在定积分,而没有不定积分。连续函数,一定存在定积分和不定积分;若在有限区间[a,b]上只有有限个间断点且函数有界,则定积分存在;若有跳跃、可去、无穷间断点,则原函数一定不存在,即不定积分一定不存在。

不定积分的定义与计算

不定积分的定义

∫ f ( x ) d x = F ( x ) + C \int f_{(x)}dx = F_{(x)} + C f(x)dx=F(x)+C设F(x)是函数f(x)的一个原函数,我们把函数 f ( x ) f(x) f(x)的所有原函数 F ( x ) + C F(x)+ C F(x)+C(其中,C为任意常数)叫做函数 f ( x ) f(x) f(x)的不定积分,又叫做函数 f ( x ) f(x) f(x)的反导数,记作 ∫ f ( x ) d x 或者 ∫ f ( x ) ∫f(x)dx或者∫f(x) f(x)dx或者f(x)(高等微积分中常省去dx),即 ∫ f ( x ) d x = F ( x ) + C ∫f(x)dx=F(x)+C f(x)dx=F(x)+C。其中 ∫ ∫ 叫做积分号, f ( x ) f(x) f(x)叫做被积函数, x x x叫做积分变量, f ( x ) d x f(x)dx f(x)dx叫做被积式, C C C叫做积分常数或积分常量,求已知函数的不定积分的过程叫做对这个函数进行不定积分。

不定积分的计算

函数的和的不定积分等于各个函数的不定积分的和;即:设函数 f ( x ) f(x) f(x) g ( x ) g(x) g(x)的原函数存在,则

不定积分与定积分(高等数学)

求不定积分时,被积函数中的常数因子可以提到积分号外面来。即:设函数 f ( x ) f(x) f(x)的原函数存在, k k k非零常数,则

不定积分与定积分(高等数学)

定积分的定义

设函数 f ( x ) f(x) f(x) 在区间 [ a , b ] [a,b] [a,b]上连续,将区间 [ a , b ] [a,b] [a,b]分成n个子区间 [ x 0 , x 1 ] , ( x 1 , x 2 ] , ( x 2 , x 3 ] , … , ( x n − 1 , x n ] [x0,x1], (x1,x2], (x2,x3], …, (xn-1,xn] [x0,x1],(x1,x2],(x2,x3],,(xn1,xn],其中 x 0 = a , x n = b x0=a,xn=b x0=axn=b。可知各区间的长度依次是: △ x 1 = x 1 − x 0 △x1=x1-x0 x1=x1x0,在每个子区间 ( x i − 1 , x i ] (xi-1,xi] (xi1,xi]中任取一点 ξ i ( 1 , 2 , . . . , n ) ξi(1,2,...,n) ξi1,2,...,n,作和式。该和式叫做积分和,设 λ = m a x △ x 1 , △ x 2 , … , △ x n λ=max{△x1, △x2, …, △xn} λ=maxx1,x2,,xn(即λ是最大的区间长度),如果当 λ → 0 λ→0 λ0时,积分和的极限存在,则这个极限叫做函数 f ( x ) f(x) f(x) 在区间 [ a , b ] [a,b] [a,b]的定积分,记为,并称函数 f ( x ) f(x) f(x)在区间 [ a , b ] [a,b] [a,b]上可积。 其中: a a a叫做积分下限, b b b叫做积分上限,区间 [ a , b ] [a, b] [a,b]叫做积分区间,函数 f ( x ) f(x) f(x)叫做被积函数, x x x叫做积分变量, f ( x ) d x f(x)dx f(x)dx 叫做被积表达式,$∫ $叫做积分号。
之所以称其为定积分,是因为它积分后得出的值是确定的,是一个常数, 而不是一个函数

定积分的计算

  1. 当a=b时, ∫ a b f ( x ) d x = 0 \int_a^b f(x)dx = 0 abf(x)dx=0

  2. 当a>b时, ∫ a b f ( x ) d x = − ∫ a b f ( x ) d x \int_a^b f(x)dx = -\int_a^bf(x)dx abf(x)dx=abf(x)dx

  3. 常数可以提到积分号前。
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  4. 代数和的积分等于积分的代数和。
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  5. 定积分的可加性:如果积分区间[a,b]被c分为两个子区间[a,c]与[c,b]则有
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  6. 若f(x)在区间D上可积,区间D中任意c(可以不在区间[a,b]上)满足条件。
    如果在区间[a,b]上,f(x)≥0,则
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  7. 积分中值定理:设f(x)在[a,b]上连续,则至少存在一点ε在[a,b]内使
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常见的积分公式如下

以下的C都是指任意积分常数

∫ a d x = a x + C \int adx=ax+C adx=ax+C,a是常数
∫ x a d x = x a + 1 a + 1 + C \int x^adx = \frac{x^{a+1}}{a+1}+C xadx=a+1xa+1+C,其中a为常数,且a ≠ \neq =-1
∫ 1 x d x = l n ∣ x ∣ + C \int \frac{1}{x}dx = ln|x| +C x1dx=lnx+C
∫ e x d x = e x + C \int e^xdx = e^x+C exdx=ex+C
∫ a x d x = 1 l n a a x + C \int a^xdx=\frac{1}{lna}a^x+C axdx=lna1ax+C,其中a>0,且a ≠ \neq = 1
∫ s i n x d x = − c o s x + C \int sinxdx = -cosx+C sinxdx=cosx+C
∫ c o s x d x = s i n x + C \int cosxdx = sinx+C cosxdx=sinx+C
∫ s e c 2 x d x − t a n x + C \int sec^2xdx - tanx+C sec2xdxtanx+C
∫ c s c 2 x d x = − c o t x + C \int csc^2xdx = -cotx+C csc2xdx=cotx+C
∫ t a n x d x = − l n ∣ c o s x ∣ + C \int tanxdx = -ln|cosx|+C tanxdx=lncosx+C
∫ c o t x d x = l n ∣ s i n x ∣ + C \int cotxdx = ln|sinx|+C cotxdx=lnsinx+C
∫ s e c x d x = l n ∣ s e c x + t a n x ∣ + C \int secxdx = ln|secx+tanx|+C secxdx=lnsecx+tanx+C
∫ c s c x d x = l n ∣ c s c x − c o t x ∣ + C \int cscxdx = ln|cscx-cotx|+C cscxdx=lncscxcotx+C文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-400328.html

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