1/x的不定积分
lnx的 x>0,所以当x为正数时∫1/xdx=lnx。
x<0时肯定≠lnx,那它为什么要=ln|x|呢?那当x为正数时∫1/(-x)dx等于等于多少? 展开
首先整理题主的问题:
(1)当x<0的时候,函数1/x的不定积分(原函数)是ln|x|。为什么要加绝对值。
(2)当x>0的时候,函数1/-x的不定积分(原函数)是多少?
好,我们可以发现题主的问题在于函数和原函数在负半轴的取值上,正半轴上的取值没有问题。
在下面的回答中有一个回答是:把-x代换成t。换言之把x∈(0,+∞)的问题改成t∈(-∞,0).形式上好像更好理解,其实也没有解决问题。
先说结论。我们知道F(x)=lnx的定义域是(0,+∞),但是f(x)=1/x的定义域是(-∞,+∞).为了可以在定义域上统一,我们在x的取值上加上绝对值使其可以满足x为负数。
***我们现在规定不管是函数还是原函数,任意x均满足x∈(0,+∞),为了避免麻烦使用到绝对值。
ln|x|的图像是关于y轴对称的。
显然,F(x)=ln|x|是偶函数.即,F(-x)=F(x).
f(x)=1/x的图像是关于原点对称的
显然,f(x)=1/x是奇函数.即,f(-x)=-f(x).
因此题主第二个问题∫1/(-x)dx即为-∫1/xdx=-lnx+C.
好,看到这里就会发现,这个答案似乎多了一个负号。
我们观察∫1/(-x)dx的积分图像
(面积是无限的,我在这里只画了一小部分阴影表示一下)
这个积分结果没有问题,就是该面积的负数(-lnx+C)。
到这里基本上已经回答答主第二个问题了。如果还是觉得不应该有负号。
换一种思路:首先承认1/x的不定积分是ln|x|+C
当x大于0时,1/x的不定积分是lnx+C
当x小于0时,1/x的不定积分是ln(-x)+C
当x大于0,∫1/(-x)dx=∫1/td(-t)=-lnx+C
换元,三角变换
过程如下图:
扩展资料:
在微积分中,一个函数f 的不定积分,或原函数,或反导数,是一个导数等于f 的函数 F ,即F ′ = f。不定积分和定积分间的关系由微积分基本定理确定。其中F是f的不定积分。这样,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。
在微积分中,一个函数f 的不定积分,或原函数,或反导数,是一个导数等于f 的函数 F ,即F ′ = f。不定积分和定积分间的关系由微积分基本定理确定。其中F是f的不定积分。这样,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。
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(C为任意常数)叫做函数f(x)的不定积分,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,求已知函数的不定积分的过程叫做对这个函数进行积分。
由定义可知:
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。
∫1/xdx=∫1/(-u)d(-u)=∫1/udu=lnu=ln(-x),
所以∫1/xdx=ln|x|
为了统一成一个表达式,要加绝对值