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高等数学讲义之积分表公式推导.pdf

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高等数学 高等数学 高等数学 高等数学 积积积积 分分分分 表表表表 公公公公 式式式式 推推推推 导导导导 Daniel Lau《高等数学讲义——积分公式》By Daniel Lau
Daniel Lau《高等数学讲义——积分公式》By Daniel Lau
目目目目 录录录录 (一)含有 bax+ 的积分的积分的积分的积分(1~9)·······················································1 (一)含有 (一)含有 (一)含有 (二)含有 (二)含有 (二)含有 (二)含有 bax + 的积分的积分的积分的积分(10~18)···················································5 (三)含有 (三)含有 (三)含有 (三)含有 2 ax ± 的积分的积分的积分的积分(19~21)····················································9 2 (四)含有 (四)含有 (四)含有 (四)含有 2 + abax > ( )0 的积分的积分的积分的积分(22~28)············································11 (五)含有 (五)含有 (五)含有 (五)含有 ax 2 + acbx > ( + )0 的积分的积分的积分的积分(29~30)········································14 (六)含有 (六)含有 (六)含有 (六)含有 (七)含有 (七)含有 (七)含有 (七)含有 (八)含有 (八)含有 (八)含有 (八)含有 2 aax ( 2 + > )0 的积分的积分的积分的积分(31~44)·········································15 aax 2 ( 2 − 2 axa ( 2 − > )0 的积分的积分的积分的积分(45~58)·········································24 > )0 的积分的积分的积分的积分(59~72)·········································37 (九)含有 (九)含有 (九)含有 (九)含有 ± a 2 + acbx ( + > )0 的积分的积分的积分的积分(73~78)····································48 (十)含有 (十)含有 (十)含有 (十)含有 ± ax bx − − 或或或或 ( xbax ) )( − − 的积分的积分的积分的积分(79~82)···························51 (十一)含有三角函数的积分 (十一)含有三角函数的积分 (十一)含有三角函数的积分 (十一)含有三角函数的积分(83~112)···········································55 (十二)含有反三角函数的积分(其中 0>a ))))(113~121)·······················68 (十二)含有反三角函数的积分(其中 (十二)含有反三角函数的积分(其中 (十二)含有反三角函数的积分(其中 (十三)含有指数函数的积分 (十三)含有指数函数的积分 (十三)含有指数函数的积分(122~131)··········································73 (十三)含有指数函数的积分 (十四)含有对数函数的积分 (十四)含有对数函数的积分 (十四)含有对数函数的积分 (十四)含有对数函数的积分(132~136)··········································78 (十五)含有双曲函数的积分 (十五)含有双曲函数的积分 (十五)含有双曲函数的积分 (十五)含有双曲函数的积分(137~141)··········································80 (十六)定积分 (十六)定积分 (十六)定积分(142~147)····························································81 (十六)定积分 附录:常数和基本初等函数导数公式 附录:常数和基本初等函数导数公式 附录:常数和基本初等函数导数公式 附录:常数和基本初等函数导数公式·········································85 说明说明说明说明·····················································································86 团队人员 团队人员 团队人员 团队人员··············································································87 Daniel Lau《高等数学讲义——积分公式》By Daniel Lau
Daniel Lau《高等数学讲义——积分公式》By Daniel Lau
(一)含有 bax+ 的积分的积分的积分的积分(1~9) (一)含有 (一)含有 (一)含有 . 1 ⋅ = ∫ 1 abax dx + 被积函数 证明: Cbaxln + + )x(f = 的定义域为 xx |{ −≠ 1 + bax )0 ,则 b } a dt 1 a 令 ax =+ ttb ( ≠ dt = dx,adx =∴ dt ∫ ∴ dx + 11 ∫ tabax C t ln = 1 = a ∫ baxt = 将 代入上式得: + + ⋅ 1 abax dx + = ⋅ Cbaxln + + . 2 ∫ dxbax ( + ) μ = 1 μa ( + )1 ⋅ bax ( ) + μ 1 + + μC ( −≠ 1) tbax , 令证明: =+ 则 dt = dx,adx =∴ 1 a dt ∴ ∫ dxbax ( + ) μ = dtt μ ∫ 1 a = 1 μa ( + ⋅ t μ 1 + + C )1 ∫ dxbax ( 代入上式得: + ) μ 将 baxt = + = 1 μa ( + )1 ⋅ bax ( ) + μ 1 + + C . 3 ∫ x + 1 a 2 dx = bax 被积函数 证明: ( C bax lnbbax ⋅−+ + + ) )x(f = 的定义域为 { x|x −≠ 令 t tbax ( =+ ≠ ∴ ∫ x + bax dx 1 a = ∫ b } a dt x bax + x, )0 则 = 1 a ( dx ,bt − ) = 1 a ∫ b1 ⎛ − ⎞ ⎜ ⎟ t ⎝ ⎠ dt = dt 1 a 2 ( ) bt − 1 · a t 1 a 2 C t ln b t dt − dt ∫ ∫ − + ⋅ b a 2 ( C t lnbt ⋅− + 1 = a 2 t = a 2 1 a 2 = ) x + 将 baxt = + ∫ 代入上式得: dx bax = 1 a 2 ( ) C bax lnbbax ⋅−+ + + - 1 - Daniel Lau《高等数学讲义——积分公式》By Daniel Lau
bax ) ( + 2 − Cbaxlnbbaxb ( 2 + + + ) ⋅ 2 ⎤ +⎥⎦ − babx 2 2 + ) dx abx 2 bax + dx − 1 a 2 b 2 bax + dx ∫ ∫ ∫ .4 x 2 + bax ∫ 证明: 11 ⎡ ⎢⎣ a 2 3 dx = dx = x 2 + bax 1 ∵ 2 a 1 a 2 ∫ ∫ = dxbax ( + ) abx 2 bax + 1 a 2 ∫ 2 b + bax axd ( ) 1 a 2 1 a 2 ∫ + bax ( ) 2 − bax 1 a 2 Cbax ( 1 dxbax ( − + + + ) 2 ) = = dx = ∫ 1 3 a 2 b bbax 2 −+ ∫ bax a 3 + b b 2 2 2 ∫ dx − a a 3 3 bx b 2 2 2 = − a a 3 3 2 bdx 1 bax a 3 + x 2 + bax dx ∫ ∫ = = 1 + bax baxd ( ) + + Cbaxln + 2 2 bbaxd ( a 3 = + ) Cbaxln 3 + + ∫ 由以上各式整理得: 11 ⎡ ⎢⎣ a 2 3 bax ) ( + 2 − ⎤ Cbaxlnbbaxb ( 2 +⎥⎦ + + + ) ⋅ 2 . 5 ∫ dx + baxx ( ) 1 ⋅−= b baxln + x + C 被积函数 证明: )x(f = 设 1 A xbaxx = + ) ( ⋅ + , 则 bax ∴ 有 BAa Ab 1 + = ⎧ ⎨ ⎩ = 0 ⇒ ⎧ ⎪⎪ ⎨ ⎪ ⎪ ⎩ 1A = b a b −= B x|x { 的定义域为 −≠ b } a baxx ) + ⋅ 1 ( B + 1 = A( bax + B) + x = (A a + B) bx A + a dx ] )bax(b + ⋅ = 11 ∫ xb adx − ∫ baxb 1 + dx )bax(d + − 1 ∫ baxb 1 ⋅− b 1 + Cbaxln + + = = − dx 1[ ∫ bx 11 ∫ xb 1 xln ⋅= b 1 ⋅= b 1 ⋅−= b ln x + + bax baxln + x C + C 提示: blog −=−1 a blog a 于是 ∫ dx + baxx ( ) - 2 - Daniel Lau《高等数学讲义——积分公式》By Daniel Lau
.6 ∫ dx + baxx ) 2 ( −= 1 bx + a b 2 ⋅ ln bax + x + C 被积函数 证明: xf )( = ⋅ + x 2 A 1 xbax ( ⋅ aBAbx (A ( ) + C) + + x 2 ax 2 + + = 设 即 ∴ 有 ⎧ ⎪ ⎨ ⎪ ⎩ CAa 0 = aBAb 0 = Bb + + = 1 于是 ∫ dx + baxx ) 2 ( −= −= −= −= = + + 则 , ⇒ B( −≠ b } a xx |{ 1 a b 2 ( A1 baxx ) 的定义域为 1 bax ( ) B C bax x 2 + b B) = + + ⎧ A −= ⎪ ⎪ 1B ⎪ = ⎨ b ⎪ aC ⎪ 2 ⎪ b 2 ⎩ adx a 1 1 1 2 ∫ xb xb b 2 2 2 adx a 1 1 1 ∫ xb xb b 2 2 2 a a 1 Cbaxln bx b b 2 2 bax 1 bx ∫ xln 1 + 1 + bax bax a b 2 dx + dx + + x ln C ∫ ∫ ∫ + = + + + + − + + ⋅ ⋅ ⋅ dx bax ) + + Cx 2 baxd ( ) + 设 即 . 7 ∫ x + bax ( ) dx = 2 1 a 2 ⎛ ⎜ ⎝ baxln + + ⎞ +⎟ bax ⎠ b + C 证明: 被积函数 )x(f = x + bax ) 2 x|x { 的定义域为 −≠ b } a B + bax ) 2 ( , 则 x = A( bax + B) + x bax ( ) + ax A ( + ⋅ 2 = + bax + = xBAb ( A + ) ∴ 有 Aa 1 BAb = + ⎧ ⎨ ⎩ 0 = ⇒ 于是 x + bax ( ) ∫ dx = 2 = = = − ⎧ ⎪⎪ ⎨ ⎪ ⎪ ⎩ 1A = a bB −= a bdx 1 1 ∫ baxa + 1 1 a 2 + 1 a 2 1 a 2 baxln baxln bax ∫ + + + + ⎛ ⎜ ⎝ ⋅ 1 + ( ∫ baxa ) b a 2 − 2 ∫ baxd ( ) + 2 baxa ) b + ⎞ +⎟ bax ⎠ ( b + dx 1 + bax ) ( + C baxd ( ) + 2 C - 3 - Daniel Lau《高等数学讲义——积分公式》By Daniel Lau
∫ . 8 x 2 + bax ) ( dx = 2 1 a 3 ⎛ ⎜⎜ ⎝ b bax lnbbax + −+ bax − + 2 ⋅ 2 ⎞ C +⎟⎟ ⎠ 被积函数 证明: )x(f = x 2 + bax ( ) 2 x|x { 的定义域为 −≠ b } a 令 t tbax ( =+ ≠ )0 x, 则 = = 2 ∴ x 2 bax ( ) + x 2 ∫ ∴ + bax ( ) dx 2 tb ( ) − ta 22 ∫ = 2 = = 1 a dt ) 1 ( dx ,bt − a tb 2 2 + − ta 22 bt bdt 2 bt 2 = tb 2 2 − + 23 ta bt b 1 2 2 + −⋅ ⋅ ata a 3 3 3 b t lnbt (1 2 − a t 3 − 2 ⋅ −= C t ln + = 将 baxt = + ∫ 代入上式得: x 2 + bax ) ( dx = 2 1 a 3 . 9 ∫ dx + baxx ( ) = 2 1 ·1 bbaxb ( 2 + − ) bax|ln + x C| + 证明:被积函数 )x(f = 设: 2 = + 1 + ( A x 2 + 2 D bax bax baxx ) ( ( ) + baxBx Dx baxA1 ) ( ) + + + 2 22 2Ab xAa Bax Aabx + + + 2 Ba Aab2x Aax 2 ) ( + + + ( 2 = 则 = = 的定义域为 x|x { −≠ 2 b } a 1 + baxx ( ) B + + 1 2 ∫ 3 2 ta dt + 1 3 a dt − ∫ b 2 1 ∫ ta 3 dt ) + C b bax lnbbax + −+ − + 2 ⋅ 2 bax ⎛ ⎜⎜ ⎝ ⎞ C +⎟⎟ ⎠ Dx 2 AbDBb ) Bbx + + 1 b 2 = A + + ⎧ ⎪ ⎪ ⎪ ⎨ ⎪ ⎪ ⎪ ⎩ −= −= a B b 2 aD b adx 1 b + 1 · b bax C| + b| |axln + bax|ln· bax ∫ + − 1 + ( ∫ + x dx 2 bax ) 1 + + C ∴ ⎧ ⎪ 有 ⎨ ⎪ ⎩ 0Ba Aa 2 + = Aab2 0DBb + + 1 Ab 2 = = ⇒ 于是 ∫ 1 xbbaxx ( dx + 1 2 ∫ = ) dx − a b 2 1 b 2 ⋅ 1 b 2 ⋅ |x|ln − 1 1 bbaxb ( 2 − + ) = = - 4 - Daniel Lau《高等数学讲义——积分公式》By Daniel Lau
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