不定积分怎么算?

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(cosX)的四次方的不定积分是3x/8+(1/4)sin2x+(1/32)sin4x+C。

∫(cosx)^4 dx

=∫(1-sinx^2)cosx^2dx

=∫cosx^2dx-∫sinx^2cosx^2dx

=∫(1/2)(1+cos2x)x-∫(1/4)dx

=(x/2)+(1/4)sin2x-(x/8)+(1/32)sin4x+C

=3x/8+(1/4)sin2x+(1/32)sin4x+C

所以(cosX)的四次方的不定积分是3x/8+(1/4)sin2x+(1/32)sin4x+C。

不定积分解释

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。

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 例如三种方式计算不定积分∫x√(x+2)dx。

  • 主要内容:

  • 通过根式换元、分项凑分以及分部积分法等相关知识,介绍不定积分∫x√(x+2)dx的三种计算方法和步骤。

  • 整式部分凑分法

  • A=∫x√(x+2)dx,

    =(1/2)∫√(x+2)dx^2,

    =(1/2)x^2√(x+2)-(1/2)∫x^2d√(x+2),

    =(1/2)x^2√(x+2)-(1/4)∫x^2/√(x+2)dx,

    =(1/2)x^2√(x+2)-(1/4)∫[x(x+2)-2*(x+2)+4]/√(x+2)dx,

    请点击输入图片描述

    =(1/2)x^2√(x+2)-(1/4)A+1/2∫√(x+2)dx-∫dx/√(x+2),

    即:(5/4)A=(1/2)x^2√(x+2)+1/2∫√(x+2)dx-2∫dx/2√(x+2),

    A=(2/5)x^2√(x+2)+2/5∫√(x+2)d(x+2)-8/5√(x+2),

    A=(2/5)x^2√(x+2)+4/15(x+2)^(3/2)-8/5*√(x+2)+C。

    请点击输入图片描述

  • 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。

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    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。

    请点击输入图片描述

    • 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,

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    • 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.

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    • 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,

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      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.

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    • 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。

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    • 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。

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      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。

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    • 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。

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