§5.2 基本积分表
一、基本积分表
因为求导(微分)与求不定积分互为逆运算,也就是说,有一个导数(微分)公式,反过来就有一个积分公式,因此我们将导数(微分)基本公式反过来看,就能得到下面的积分基本公式,以此为基础可计算大量的不定积分.
常用的基本积分公式表(右边是微分公式对照表)
特别地,∫0dx=C,因为d(C)=0.
注:(1)上表左边的13个基本积分公式是计算不定积分的基础,很多复杂不定积分的计算,计算过程中总是要设法利用基本积分公式求得最后结果,因此基本积分公式是进行积分运算的基础,必须熟记.
(2)切不可将公式中的积分变量固定记为x,而应该看成是对任意一个变量t,h,w等都是成立的,例如:
由∫sinxdx=-cosx+C,可有∫sinhdh=-cosh+C,∫sintdt=-cost+C,∫sinwdw=-cosw+C等都成立.
在下面解题注解中的积分公式简称公式.
二、直接积分法
若所给定的不定积分,能直接利用基本积分公式计算出不定积分,或者通过利用不定积分的性质或者只需将被积函数作恒等变形,使之符合基本积分公式结构的要求,计算出不定积分,这样的方法通常称为直接积分法.
例1 求不定积分t.
例2 利用积分基本公式求下列不定积分,并检验计算结果的正确性:
(1)∫3xexdx
(2)
检验:因为
等于被积函数,所以计算结果是正确的.
读者自行完成检验.
此例告诉我们,当遇到被积函数实际上是幂函数,但常用分式或根式表示时,应首先将它化为xα的形式,然后再应用幂函数的积分公式(2)来求出不定积分.
【即学即练】
求下列不定积分:
(1)∫10xdx(2)(3)∫5 dx
(答案:(1)(2)4ln|x|+C(3)5x+C)
例3 求.
解:(←分子展开恒等变形,再分项积分)
例4 设p(x)=a0xn+a1xn-1+…+an-1x+an,求p(x)的不定积分.
【即学即练】
求下列不定积分:
(1)∫(x2-2x+3)dx
(2)∫5-xexdx(3)
(答案:(1)(2)(3)
例5 求x.
例6 求不定积分.
【即学即练】
求不定积分.
(答案:x+arctanx+C)
*例7 求不定积分.
例5、6、7的解法特点是考虑迎合分母,由分子结构适当恒等变形拆成两项,加(或减),再利用公式.
例8 求不定积分∫tan2xdx.
例9 求不定积分.
解:由sin2(←由三角公式cos2x=1-2sin2x)
例10 求不定积分.
从例8、9、10可以看出,当被积函数为三角函数但又不是积分表中的公式时,一般要利用三角函数公式转换成满足公式的结构.
【即学即练】
求不定积分:(1)
(2)∫cot2xdx
(3)
(答案:(1)(2)-cotx-x+C(3)tanx-cotx+C)
例11 求不定积分.
注:从上面几个例子中可以看出,许多不定积分往往不能直接用基本积分公式来进行计算,首先要对被积函数作适当的恒等变形,化成基本积分公式表中所列形式的积分后,才能计算出结果.一般说来,所采用的恒等变形手段主要有:因式展开,分式拆项,分子、分母有理化,假分式化为多项式和真分式之和,三角公式恒等变形等.
例12 已知f'(x)=,且f(1)=3,求f(x).
解:由不定积分性质,不定积分性质与导数的关系2,上式两端求不定积分得
所以
将f(1)=3代入上式,求得,从而得
【即学即练】
已知f'(x)=6x2-4x+3,且f(0)=1,求f(x).
(答案:f(x)=2x3-2x2+3x+1)
5.2 练习题
1.求下列不定积分:
(1)∫(-3x2+2x+5)dx
(2)
(3)∫(2ex-3sinx+sec2x)dx
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
(11)
(12)∫x(2x+1)3dx
(13)
(14)
(15)∫(sec2u-csc2u)du
(16)
(17)∫(3e)5xdx
(18)∫axexdx
(19)∫(2·3x+3·2x)dx
(20)∫(2x+3x)2dx
(21)
(22)∫ex(3+e-x)dx
(23)
(24)
(25)
2.求下列不定积分:
(1)
(2)∫10t·32tdt
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
(11)
(12)
(13)
3.已知f'(x)=cosx,且,求f(x).
参考答案
1.(1)-x3+x2+5x+C
(2)
(3)2ex+3cosx+tanx+C
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)arcsinu-3arctanu+C
(9)
(10)
(11)
(12)
(13)
(14)
(15)tanu+cotu+C
(16)
(17)
(18)
(19)
(20)
(21)x-sinx+C
(22)3ex+x+C
(23)-cotx-tanx+C
(24)-sinx+cosx+C
(25)
2.(1)
(2)
(3)
(4)
(5)arctanx+ln|x|+C
(6)
(7)
(8)-4cotx+C
(9)3x3+arctanx+C
(10)
(11)
(12)ex-ln|x|+C
(13)
3.f(x)=sinx+3