换元积分法

Integration By Substitution

说明

基于复合函数求导法则,解决特殊的不定积分
第一类换元法:要求熟练掌握三角公式
第二类换元法:主要侧重构造三角形,进行三角函数换元


第一类换元法

f[φ(x)]φ(x)dx=[f(u)du]u=φ(x)1a2+x2dx=1a11+(xa)2dxa=1aarctanxa+Cdxa2x2=dxa1(xa)2=arcsinxa+C1x2a2dx=12a(1xa1x+a)dx=12aln|xax+a|+Ctanxdx=sinxcosxdx=d(cosx)cosx=ln|cosx|+Ccotxdx=cosxsinxdx=d(sinx)sinx=ln|sinx|+Csin2k+1xcosnxdx=(1cos2x)kcosnxd(cosx)=(1u2)kunducos2k+1xsinnxdx=(1sin2x)ksinnxd(sinx)=(1u2)kundusin2kxcos2lxdx=[12(1cos2x)]k[12(1+cos2x)]ldxtannxsec2kxdx=tannx(1+tan2x)k1d(tanx)=un(1+u2)(k1)dutan2k+1xsecn+1xdx=tan2kxsecnxtanxsecxdx=(sec2x1)ksecnxdsecx=(u21)kundusecxdx=ln|secx+tanx|+Ccscxdx=ln|cscxcotx|+C

第二类换元法

三角换元法

f(x)dx=[f[ψ(t)]ψ(t)dt]t=ψ1(x)

Pasted image 20240916172121.png

a2x2dx=acostacostdt=a212(1+cos2t)dt=a22t+a22sintcost+C=a22arcsinxa+12xa2x2+Cdxx2+a2=asec2tasectdt=sectdt=ln|sect+tant|+C=ln(xa+x2+a2a)+C=ln(x+x2+a2)+C1dxx2a2=asecttantatantdt=sectdt=ln(sect+tant)+C=ln(xa+x2a2a)+C=ln(x+x2a2)+C1