Question

不定积分怎么求？

Answer 1

不定积分的运算法则如下：

积分公式法：直接利用积分公式求出不定积分。换元积分法：换元积分法可分为第一类换元法与第二类换元法，第一类换元法通过凑微分，最后依托于某个积分公式。进而求得原不定积分。分部积分法：将所求积分化为两个积分之差，积分容易者先积分。

任何真分式总能分解为部分分式之和。有理函数分为整式（即多项式）和分式（即两个多项式的商），分式分为真分式和假分式，而假分式经过多项式除法可以转化成一个整式和一个真分式的和可见问题转化为计算真分式的积分。

求函数f（x）的不定积分，就是要求出f（x）的所有的原函数，由原函数的性质可知，只要求出函数f（x）的一个原函数，再加上任意的常数C就得到函数f（x）的不定积分。

设函数和u，v具有连续导数，则uv=udv+vdu。移项得到udv=duv-vdu，两边积分，得分部积分公式：∫udv=uv-∫vdu 。称公式1为分部积分公式。如果积分∫vdu易于求出，则左端积分式随之得到。

Answer 2

• 例如∫cscxdx

=∫1/sinxdx

=∫1/[2sin(x/2)cos(x/2)]dx，两倍角公式

=∫1/[sin(x/2)cos(x/2)]d(x/2)

=∫1/tan(x/2)*sec²(x/2)d(x/2)

=∫1/tan(x/2)d[tan(x/2)]，注∫sec²(x/2)d(x/2)=tan(x/2)+C

=ln|tan(x/2)|+C。

• 例如不定积分∫1/(2+ cosx)计算

设t=tan(x/2)

则cosx=[cos²(x/2)-sin²(x/2)]/[cos²(x/2)+sin²(x/2)]

=[1-tan²(x/2)]/[1+tan²(x/2)]

=(1-t²)/(1+t²)

dx=d(2arctant)=2dt/(1+t²)

故：∫1/(2+cosx)dx=∫1/[2+(1-t²)/(1+t²)]*[2dt/(1+t²)]

=∫2dt/(3+t²)

=2/√3∫d(t/√3)/[1+(t/√3)²]

=2/√3arctan(t/√3)+C

• 再例如∫lntanx/(sinxcosx)dx

分子分母同除以cos²x

=∫sec²x*lntanx/tanxdx

=∫lntanx/tanx d(tanx)

=∫lntanxd(lntanx)

=(1/2)ln²(tanx)+C。

• 根式换元法：

设√(x+2)=t，则x=(t^2-2),代入得：

∫x√(x+2)dx

=∫t*(t^2-2)d(t^2-2),

=2∫t^2*(t^2-2)dt,

=2∫(t^4-2t^2)dt,

=2/5*t^5-4/3*t^3+C,

=2/5*(x+2)^(5/2)-4/3*(x+2)^(3/2)+C,

• 凑分法不定积分：

∫x√(2x^2+1)^3dx

=(1/2)∫√(2x^2+1)^3dx^2

=(1/4)∫√(2x^2+1)^3d2x^2

=(1/4)∫(2x^2+1)^(3/2)d(2x^2+1)

=(1/4)*(2/5)* (2x^2+1)^(5/2)+C.

=(1/10)* (2x^2+1)^(5/2)+C.

• 分部积分法计算不定积分：

∫x^4 (lnx)^2dx

=(1/5)∫(lnx)^2dx^a11，以下第一次使用分部积分法，

=(1/5) (lnx)^2*x^5-(1/5)∫x^5d(lnx)^2

=(1/5) (lnx)^2*x^5-(2/5)∫x^5*lnx*(1/x)dx

=(1/5) (lnx)^2*x^5-(2/5)∫x^4*lnxdx

=(1/5) (lnx)^2*x^5-(2/25)∫lnxdx^5,以下第二次使用分部积分法，

=(1/5) (lnx)^2*x^5-(2/25)lnx*x^5+(2/25)∫x^5dlnx

=(1/5) (lnx)^2*x^5-(2/25)lnx*x^5+(2/25)∫x^5*1/xdx

=(1/5) (lnx)^2*x^5-(2/25)lnx*x^5+(2/25)∫x^adx

=(1/5) (lnx)^2*x^5-(2/25)lnx*x^5+(2/125)x^5+c

=x^5 [(1/5) (lnx)^2-(2/25)lnx+(2/125)]+c

=(1/125)x^5 [25 (lnx)^2-10lnx+2]+c.

• 凑分及分部积分法

∫(10x^2+x+1)lnxdx

=∫lnxd(10x^3/3+x^2/2+x),对幂函数部分进行凑分，

=lnx*(10x^3/3+x^2/2+x)-∫(10x^3/3+x^2/2+x)dlnx

=lnx*(10x^3/3+x^2/2+x)-∫(10x^3/3+x^2/2+x)dx/x

=lnx*(10x^3/3+x^2/2+x)-∫(10x^2/3+x/2+1)dx

=lnx*(10x^3/3+x^2/2+x)-(10x^3/9+x^2/4+x)+C。

• 不定积分概念

设F(x)是函数f(x)的一个原函数，我们把函数f(x)的所有原函数F(x)+ C(其中，C为任意常数）叫做函数f(x)的不定积分，又叫做函数f(x)的反导数，记作∫f(x)dx或者∫f（高等微积分中常省去dx），即∫f(x)dx=F(x)+C。

其中∫叫做积分号，f(x)叫做被积函数，x叫做积分变量，f(x)dx叫做被积式，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

求函数f(x)的不定积分，就是要求出f(x)的所有的原函数，由原函数的性质可知，只要求出函数f(x)的一个原函数，再加上任意的常数C就得到函数f(x)的不定积分。

不定积分的主要计算方法有:凑分法、公式法、第一类换元法、第二类换元法、分部积分法和泰勒公式展开近似法等。