第五章 不定积分#
课后习题解答#
5.1 不定积分的概念与性质#
设 \(f'(x) = \sin x\), 求 \(f(x)\) 的全体原函数.
由不定积分的定义, 有
那么, \(f(x)\) 的全体原函数, 即它的不定积分为
其中 \(C, D\) 为任意常数.
备注
这题是已知函数的导函数, 求它的原函数, 不是求该函数本身, 注意文字上的细微差别.
§5.2 换元积分法#
§5.3 分部积分法#
已知 \(f(x) = \frac{e^x}{x}\), 求 \(\displaystyle \int x f''(x) ~ \mathrm{d}x\).
利用分部积分法, 有
将 \(f(x) = \frac{e^x}{x}\) 代入上式, 得
§5.4 几种特殊类型函数的不定积分#
试不用万用转换公式计算 \(\displaystyle \int \dfrac{1}{\sin^4 x} ~ \mathrm{d}x\).
注意到 \(\dfrac{1}{\sin^4 x} = \csc^4 x\), 因此有
补充内容#
求不定积分 \(\displaystyle \int \dfrac{\sqrt{1-x} \arctan \sqrt{1-x}}{2 - x} \mathrm{d}x\).
令 \(t = \sqrt{1-x}\), 那么 \(x = 1 - t^2\), 于是
回代 \(t = \sqrt{1-x}\), 得
求不定积分
(1). \(\displaystyle \int x^2 \sqrt{x} ~ \mathrm{d}x\)
(2). \(\displaystyle \int \dfrac{1}{x^4 \sqrt{x^2 + 1}} ~ \mathrm{d}x\)
(3). \(\displaystyle \int \dfrac{1}{\sin^2 x \cos^2 x} ~ \mathrm{d}x\)
(4). \(\displaystyle \int \dfrac{1}{x^2 - 8x + 25} ~ \mathrm{d}x\)
(5). \(\displaystyle \int \dfrac{x^5}{\sqrt{1 + x^2}} ~ \mathrm{d}x\)
(6). \(\displaystyle \int x^3 \ln x ~ \mathrm{d}x\)
(1). 做变量替换 \(t = \sqrt{x}\), 那么 \(x = t^2\), \(\mathrm{d}x = 2t \mathrm{d}t\), 从而有
这题也可以直接做:
(2). 做变量替换 \(t = 1/x\), 那么有
(3). 注意到 \(1 = \sin^2 x + \cos^2 x\), 从而有
(4).
(5).
(6).