解析如下:
(1)替换 x=tan t, -pi/2<t<pi/2
dx=sec^2 t dt
(2)根号(1+x^2)=根号(1+tan t^2)=sec t积分
=积分 sec^3 t dt
=积分 sec t sec^2 t dt
=积分 sec t d (tan t)
(3)分部积分
=sec t * tan t - 积分 tan t * sec t tan t dt
=sec t * tan t - 积分 (sec^2 t -1) sec t dt
=sec t * tan t - 积分 sec^3 t dt + 积分 sec t dt
(4)左右两边都有 积分 sec^3 t dt,合并到左边
2 积分 sec^3 t dt =sec t tan t +ln|sec t+tant |
(5)积分 sec^3 t dt =1/2*[sec t tan t +ln|sec t+tant |]+C
(6)然后就得代会去,x=tan t, sec t= 根号(1+tan^2 t)=根号(1+x^2)
积分=1/2*[ x*根号(1+x^2)+ln|x + 根号(1+x^2)| ]+C
拓展资料:
1、积分是微积分学与数学分析里的一个核心概念。通常分为定积分和不定积分两种。直观地说,对于一个给定的正实值函数,在一个实数区间上的定积分可以理解为在坐标平面上,由曲线、直线以及轴围成的曲边梯形的面积值(一种确定的实数值)。
2、积分发展的动力源自实际应用中的需求。实际操作中,有时候可以用粗略的方式进行估算一些未知量,但随着科技的发展,很多时候需要知道精确的数值。要求简单几何形体的面积或体积,可以套用已知的公式。比如一个长方体状的游泳池的容积可以用长×宽×高求出。但如果游泳池是卵形、抛物型或更加不规则的形状,就需要用积分来求出容积。物理学中,常常需要知道一个物理量(比如位移)对另一个物理量(比如力)的累积效果,这时也需要用到积分。
3、如果一个函数的积分存在,并且有限,就说这个函数是可积的。一般来说,被积函数不一定只有一个变量,积分域也可以是不同维度的空间,甚至是没有直观几何意义的抽象空间。如同上面介绍的,对于只有一个变量x的实值函数f,f在闭区间[a,b]上的积分记作。
4、其中的 除了表示x是f中要进行积分的那个变量(积分变量)之外,还可以表示不同的含义。在黎曼积分中, 表示分割区间的标记;在勒贝格积分中,表示一个测度;或仅仅表示一个独立的量(微分形式)。一般的区间或者积分范围J,J上的积分可以记作 。
5、如果变量不只一个,比如说在二重积分中,函数 在区域D上的积分记作 或者
6、分部积分法是微积分学中的一类重要的、基本的计算积分的方法。
7、它的主要原理是利用两个相乘函数的微分公式,将所要求的积分转化为另外较为简单的函数的积分。根据组成被积函数的基本函数类型,将分部积分的顺序整理为口诀:“反对幂三指”。
8、分别代指五类基本函数:反三角函数、对数函数、幂函数、三角函数、指数函数的积分。
参考资料:百度百科:积分
根号(1+x平方)的积分的解法:
令x=tanα,则:√(1+x^2)=√[1+(tanα)^2]=1/cosα, dx=[1/(cosα)^2]dα。
sinα=√{(sinα)^2/[(sinα)^2+(cosα)^2]}=√{(tanα)^2/[1+(tanα)^2}
=x/√(1+x^2),
∴原式=∫{(1/cosα)[1/(cosα)^2]}dα
=∫[cosα/(cosα)^4]dα
=∫{1/[1-(sinα)^2]^2}d(sinα)。
再令sinα=u,则:
原式=∫[1/(1-u^2)^2]du
=(1/4)∫[(1+u+1-u)^2/(1-u^2)^2]du
=(1/4)∫[(1+u)^2/(1-u^2)^2]du+(1/2)∫[(1-u^2)/(1-u^2)^2]du+(1/4)∫[(1-u)^2/(1-u^2)^2]du
=(1/4)∫[1/(1-u)^2]du+(1/2)∫[1/(1-u^2)]du+(1/4)∫[1/(1+u)^2]du
=-(1/4)∫[1/(1-u)^2]d(1-u)+(1/4)∫[(1+u+1-u)/(1-u^2)]du
+(1/4)∫[1/(1+u)^2]d(1+u)
=(1/4)[1/(1-u)]-(1/4)[1/(1+u)]+(1/4)∫[1/(1-u)]du
+(1/4)∫[1/(1+u)]du
=(1/4)[1/(1-sinα)]-(1/4)[1/(1+sinα)]
-(1/4)∫[1/(1-u)]d(1-u)+(1/4)∫[1/(1+u)]d(1+u)
=(1/4){1/[1-x/√(1+x^2)]}-(1/4){1/[1+x/√(1+x^2)]}
-(1/4)ln|1-u|+(1/4)ln|1+u|+C
=(1/4)[1+x/√(1+x^2)-1+x/√(1+x^2)]/[1-x^2/(1+x^2)]
+(1/4)ln|1+sinα|-(1/4)ln|1-sinα|+C
=(1/4)[2x/√(1+x^2)]/[(1+x^2-x^2)/(1+x^2)]
+(1/4)ln[|1+x/√(1+x^2)|/|1-x/√(1+x^2)|]+C
=(1/2)x√(1+x^2)+(1/4)ln|[√(1+x^2)+x]/[√(1+x^2)-x]|+C
=(1/2)x√(1+x^2)+(1/4)ln|[√(1+x^2)+x]^2/(1+x^2-x^2)|+C
=(1/2)x√(1+x^2)+(1/2)ln|x+√(1+x^2)|+C
扩展资料:
积分是微积分学与数学分析里的一个核心概念。通常分为定积分和不定积分两种。直观地说,对于一个给定的正实值函数,在一个实数区间上的定积分可以理解为在坐标平面上,由曲线、直线以及轴围成的曲边梯形的面积值(一种确定的实数值)。
积分的一个严格的数学定义由波恩哈德·黎曼给出(参见条目“黎曼积分”)。黎曼的定义运用了极限的概念,把曲边梯形设想为一系列矩形组合的极限。从十九世纪起,更高级的积分定义逐渐出现,有了对各种积分域上的各种类型的函数的积分。
通常意义
积分都满足一些基本的性质。以下的 在黎曼积分意义上表示一个区间,在勒贝格积分意义下表示一个可测集合。
线性
积分是线性的。如果一个函数f可积,那么它乘以一个常数后仍然可积。如果函数f和g可积,那么它们的和与差也可积。
保号性
如果一个函数f在某个区间上黎曼可积,并且在此区间上大于等于零。那么它在这个区间上的积分也大于等于零。如果f勒贝格可积并且几乎总是大于等于零,那么它的勒贝格积分也大于等于零。
作为推论,如果两个 上的可积函数f和g相比,f(几乎)总是小于等于g,那么f的(勒贝格)积分也小于等于g的(勒贝格)积分。
参考资料:百度百科——积分
解题方法如下:
令x=tanα,则:√(1+x^2)
=√[1+(tanα)^2]=1/cosα,
dx=[1/(cosα)^2]dα.
sinα=√{(sinα)^2/[(sinα)^2+(cosα)^2]}
=√{(tanα)^2/[1+(tanα)^2}
=x/√(1+x^2),
∴原式=∫{(1/cosα)[1/(cosα)^2]}dα
=∫[cosα/(cosα)^4]dα
=∫{1/[1-(sinα)^2]^2}d(sinα).
再令sinα=u,则:
原式=∫[1/(1-u^2)^2]du
=(1/4)∫[(1+u+1-u)^2/(1-u^2)^2]du
=(1/4)∫[(1+u)^2/(1-u^2)^2]du+(1/2)∫[(1-u^2)/(1-u^2)^2]du
+(1/4)∫[(1-u)^2/(1-u^2)^2]du
=(1/4)∫[1/(1-u)^2]du+(1/2)∫[1/(1-u^2)]du+(1/4)∫[1/(1+u)^2]du
=-(1/4)∫[1/(1-u)^2]d(1-u)+(1/4)∫[(1+u+1-u)/(1-u^2)]du
+(1/4)∫[1/(1+u)^2]d(1+u)
=(1/4)[1/(1-u)]-(1/4)[1/(1+u)]+(1/4)∫[1/(1-u)]du
+(1/4)∫[1/(1+u)]du
=(1/4)[1/(1-sinα)]-(1/4)[1/(1+sinα)]
-(1/4)∫[1/(1-u)]d(1-u)+(1/4)∫[1/(1+u)]d(1+u)
=(1/4){1/[1-x/√(1+x^2)]}-(1/4){1/[1+x/√(1+x^2)]}
-(1/4)ln|1-u|+(1/4)ln|1+u|+C
=(1/4)[1+x/√(1+x^2)-1+x/√(1+x^2)]/[1-x^2/(1+x^2)]
+(1/4)ln|1+sinα|-(1/4)ln|1-sinα|+C
=(1/4)[2x/√(1+x^2)]/[(1+x^2-x^2)/(1+x^2)]
+(1/4)ln[|1+x/√(1+x^2)|/|1-x/√(1+x^2)|]+C
=(1/2)x√(1+x^2)+(1/4)ln|[√(1+x^2)+x]/[√(1+x^2)-x]|+C
=(1/2)x√(1+x^2)+(1/4)ln|[√(1+x^2)+x]^2/(1+x^2-x^2)|+C
=(1/2)x√(1+x^2)+(1/2)ln|x+√(1+x^2)|+C
扩展资料:
基本定义
设F(x)为函数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(indefinite integral)。
记作∫f(x)dx。
积分学(integral calculus)数学分析的分支学科。即研究各种积分(理论、计算和应用)以及它们之间的关系的学科。 积分学也是高等数学的基础学科之一。积分学的研究对象也是函数,其研究方法是另一类极限值的计算,牵涉到曲边形面积和体积的计算,其研究任务是积分的性质、法则和应用。同样由研究的函数是 一元和多元而分为 一元函数积分学和多元函数积分学。
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