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一進制函數積分學2_分部積分法

思考一個問題 

一進制函數積分學2_分部積分法

分析:

設函數u(x) 和v(x)具有連續的導數,  (uv)' = u'v  +  uv' 

将上式變形 為:uv' = (uv)' - u'v.

兩邊都取積分,得: 

∫ uv' dx = uv —  ∫ u'vdx 。   這個等式就是分部積分公式。

一.  分部積分公式的定義

現在,我們可以得出, 要計算一個積分, 可以表達為求uv 減去另一個積分。

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注意: v'dx = dv,   u'dx = du.    就是說d之後是跟着原函數,原來有v',  就轉化為dv, 

原來有u', 就轉化為du.

是以分部積分公式 又可寫成:

∫ udv = uv - ∫ vdu

現在對比看下:

一進制函數積分學2_分部積分法

二.  有了分部積分公式,  現在需要考慮哪個函數作為u,    哪個函數作為v?

先看一個例子

一進制函數積分學2_分部積分法
一進制函數積分學2_分部積分法

從上述兩種方法,可以看出, 設定u, v的要求

(1) v要易求出

(2)∫vdu  要比 ∫udv易求。 

三. 現在回到本文開頭提到的題目

用分部積分法求解

解:令u=x,   v' = eˣ, 

  ∫xeˣdx = xeˣ -  ∫eˣdx = xeˣ - eˣ + C

四.  有幂函數的積分的結論

1. 如果是幂函數乘以三角函數, 選u為幂函數, v'為三角函數 

2. 如果是幂函數乘以指數函數, 選u為幂函數, v'為指數函數 

這樣設定,是為了降幂一次。

五. 三角函數與指數函數的積分

遇到三角函數乘以指數函數的積分,  設u為其中任意一種函數都可以。

六. 反三角函數的積分

對于反三角,有這樣口訣: 易積分的設為v ,  易求導的設為u.

一進制函數積分學2_分部積分法

解答此題,   要能記得 (arctanx)'= 1/ (1+x²) 

結論:  在反三角函數的積分中,  標明 u為反三角函數,因為反三角的原函數很難求出。

七.  對數函數的積分

結論:  當被積函數裡有對數函數時,  選u為對數函數。

例: 求積分 ∫x³ lnxdx.

解: 如果将v' 設為lnx,  能否解出原函數v 呢? 比較難!

八.   總結以上各種函數的積分,

選 u 的優先順序為:反對幂指三  或者  反對幂三指

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