高数 06.03 积分习题课01不定积分

一、考试内容
原函数和不定积分的概念,不定积分的基本性质,不定积分的基本公式,不定积分的换元积分法和分部积分法。
二、考试要求
1.理解原函数与不定积分的概念,掌握不定积分的基本性质
2.熟练掌握不定积分的基本公式
3.熟练掌握不定积分的第一类换元法,掌握不定积分的第二类换元法(三角代换和简单的根式代换)
4.熟练掌握不定积分的分部积分法
三、基本知识
(一)原函数与不定积分的概念
1.IF(x)f(x)F(x)=f(x)dF(x)=f(x)dx,F(x)f(x)I.
2.F(x)f(x),f(x)F(x)+C(C).
3.f(x)If(x)I,f(x)dx,
;f(x);x;f(x)dx.
F(x)=f(x),f(x)dx=F(x)+C(C)
(二)不定积分的性质
(1)ddx[f(x)dx]=f(x)d[f(x)dx]=f(x)dx
(2)F(x)dx=F(x)+CdF(x)=F(x)+C
(3)kf(x)dx=kf(x)dx
(4)[f(x)±g(x)]dx=f(x)dx±g(x)dx

(三)不定积分的基本公式
(1)kdx=kx+C
(2)xμdx=1μ+1xμ+1+C(μ1)
(3)dxx=ln|x|+C
(4)dx1+x2=arctanx+C
(5)dx1x2=arcsinx+C
(6)cosxdx=sinx+C
(7)sinxdx=cosx+C
(8)dxcos2x=sec2xdx=tanx+C
(9)dxsin2x=csc2xdx=cotx+C
(10)secxtanxdx=secx+C
(11)cscxcotxdx=cscx+C
(12)exdx=ex+C
(13)axdx=axlna+C

(四)基本积分方法
1.直接积分法
2.第一类换元积分公式
f(u(x))u(x)dx=f(u)du=F(u)+C
3.第二类换元积分公式(变量代换)
4.分部积分法
u(x)dv(x)=u(x)v(x)v(x)du(x)

例题分析
(1)单项选择题
1x(B).
A.12xB.12xC.lnxD.x3
:(x)=12x12=12x B

2.(D)f(x)=12x.
A.F(x)=ln2xB.F(x)=12x2C.F(x)=ln2+xD.F(x)=12ln3x
:F(x)=12xdx=121xdx=12dlnx=12lnx+C=12ln3x12ln3+C

3.,(D).
A.f(x)dx=f(x)B.f(ex)dx=f(ex)+CC.f(x)dx=2xf(x)+CD.xf(1x2)dx=12f(1x2)+C
:A.f(x)dx=f(x)+CB.[f(ex)+C]=exf(ex)C.[2xf(x)+C]=212xf(x)+2xf(x)12x=f(x)+f(x)xD.[12f(1x2)+C]=12f(1x2)(2x)=xf(1x2)

4.f(x)dx=F(x)+C,exf(ex)dx=(A)
A.F(ex)+CB.F(ex)+CC.F(ex)x+CD.F(ex)+C
:exf(ex)dx=f(ex)d(ex)=F(ex)+C

5.,u,dv(A)
A.xsin2xdx,u=x,dv=sin2xdxB.lnxdx,u=1,dv=lnxdxC.x2exdx,u=ex,dv=x2dxD.xexdx,u=ex,dv=xdx
:[]A.u=x,dv=sin2xdxxsin2xdx=12cos2xx(12cos2x)dx=12cos2xx+14(cos2x)d(2x)=12cos2xx+sin2x4+CB.u=lnx,dv=dxlnxdx=xlnxxdlnx=xlnxdx=xlnxx+CC.u=x2,dv=d(ex)x2exdx=x2ex(ex)d(x2)=x2ex+2xexdx=x2ex+2(x)d(ex)=x2ex+2(x)exexd(x)=x2ex+2(x)exex+CD.u=x,dv=dexxexdx=xexexdx=xexex+C

(二)填空题
6.f(x)=3x  3xln3  
:F(x)=3xdx=3xln3+C

7.f(x)  f(x)+C  
:f(x)dx=f(x)+C

8.f(x)=11xdx,f(0)=  1  
: f(x)=f(x)dxf(x)=11xf(x)=110=1

9.(sinx)dx=  sinx+C  

10.(arcsinxdx)=  arcsinx  

11.dex2dx=  ex2dx  

12.f(x)dx=x2e2x+C,f(x)=  2x(x+1)e2x  
f(x)=[x2e2x+C]=2xe2x+2x2e2x=2x(x+1)e2x

13.f(x)=11x2,f(1)=32π,f(x)=  arcsinx+π  
:f(x)=11x2dx=arcsinx+Cf(1)=arcsin1+C=32πC=πf(x)=arcsinx+π

14.f(x)=(12x)100dx,f(x)=  (12x)101202+C  
:f(x)=(12x)100dx=12(12x)100d(12x)=12d[1101(12x)101]=1202(12x)101+C

15.f(lnx)xdx=  f(lnx)+C  
:f(lnx)xdx=f(lnx)dlnx=d[f(lnx)]=f(lnx)+C

(三)解答题
16.1x.
:1xdx=ln|x|+C

17.1xf(x),f(x)
:f(x)=(1x)=x2=1x2

18.f(x)=x+x(x>0),f(x2)dx
:f(x)=1+12x(x>0)f(x2)=1+12xf(x2)dx=(1+12x)dx=x+12lnx+C

19.线y=f(x)X线2x,线(1,0),线.
:f(x)=2xf(x)=f(x)dx=2xdx=x2+Cf(1)=1+C=0C=1f(x)=x21

20.x(x2+x32)dx
:x(x2+x32)dx=(x52+x1)dx=(x52+x1)dx=27x72+lnx+C=27x3x+lnx+C

21.ex(3+2x)dx
:ex(3+2x)dx=3exdx+ex2xdx=3ex+(2e)xdx=3ex+(2e)xln2e+C

22.x2(x32)dx
:x2(x32)dx=(x52x2)dx=16x623x3+C2 x2(x32)dx=13(x32)d(x32)=1312(x22)2+C1=16x646x3+46+C1=16x623x3+C

23.x23x2dx
:x23x2dx=1623x2d(23x2)=1623d(23x2)32=19(23x2)23x2+C

24.1xsin(lnx)dx
:1xsin(lnx)dx=sin(lnx)d(lnx)=dcos[(lnx)]=cos[(lnx)]+C

25.x1xdx
:t=1x,x=1t2;dx=2tdtx1xdx=1t2t(2tdt)=2(t21)dt=23t32t+C=23(1x)1x21x+C=23(2+x)1x+C

26.a2x2dx
:x=asint,t[π2,π2]t=arcsinxaa2x2dx=acostd(asint)=a2cos2tdt=a21+cos2t2dt=a21+cos2t2dt=a22t+a24dsin2t=a22t+a24sin2t+C=a22t+a22sintcost+C=a22arcsinxa+a22xaa2x2a+C=a22arcsinxa+xa2x22+C

27.xsinxdx
:xsinxdx=xd(cosx)=xcosx(cosx)dx=xcosx+sinx+C

28.lnxdx
:lnxdx=xlnxxdlnx=xlnxx1xdx=xlnxx+C

29.xlnxdx
:xlnxdx=lnxd(12x2)=12x2lnx(12x2)d(lnx)=12x2lnx(12x)dx=12x2lnx14x2+C

30.x2exdx
:x2exdx=x2d(ex)=x2ex(ex)d(x2)=x2ex+2xexdx=x2ex2xdex=x2ex2xex+2exdx=x2ex2xex2ex+C=ex(x2+2x+2)+C

31.e2xsinxdx
:e2xsinxdx=e2xd(cosx)=e2xcosx(cosx)de2x=e2xcosx+2cosxe2xdx=e2xcosx+2e2xdsinx=e2xcosx+2e2xsinx2sinxde2x=e2xcosx+2e2xsinx4sinxe2xdxe2xsinxdx=e2x5(2sinxcosx)+C

练习题
(一)单项选择题
1.,(C)xsinx2.
A.2cosx2B.2cosx2C.12cosx2D.12cosx2
:F(x)=xsinx2dx=12sinx2d(x2)=12d(cosx2)=12cosx2+C

2.,(D).
A.df(x)dx=f(x)B.ddxf(x)dx=f(x)dxC.ddxf(x)dx=f(x)+CD.df(x)dx=f(x)dx

3.f(x)e1xdx=e1x+C,f(x)=(B).
A.1xB.1x2C.1xD.1x2
:(e1x+C)=e1x(x1)=1x2e1x

4.f(x)f(x)dx=sin2x+C,f(x)=(C).
A.4sin2xB.2cos2xC.4sin2xD.2cos2x
:f(x)=(sin2x+C)=2cos2xf(x)=(2cos2x)=4sin2x

(二)填空题
1.f(x)dx=11+x2+C,f(x)=  2x(1+x2)2  
:f(x)=(11+x2+C)=2x(1+x2)2

2.F(x)G(x),F(x)G(x)  F(x)G(x)=C(C)  
:

3.f(x)dx=ex2+C,f(x)=  2xex2  
:f(x)=(ex2+C)=2xex2

4.f(x)dx=cosx+C,f(n)(x)=  sin(x+n2π)  
:f(x)=(cosx+C)=sinxf(1)(x)=(sinx)=cosx=sin(x+12π)f(2)(x)=(cosx)=sinx=sin(x+22π)f(3)(x)=(sinx)=cosx=sin(x+32π)f(4)(x)=(cosx)=sinx=sin(x+42π)f(n)(x)=sin(x+n2π)

5.112xdx=  12ln|12x|+C  
:112xdx=12112xd(12x)=12ln|12x|+C

6.lnxd(lnx)=  12(lnx)2+C  
:lnxd(lnx)=12d(lnx)2=12(lnx)2+C

7.xf(x2)f(x2)dx=  14[f(x2)]2+C  
:xf(x2)f(x2)dx=12f(x2)f(x2)dx2=12f(x2)df(x2)=14d[f(x2)]2=14[f(x2)]2+C

8.f(x)dx=x+C,f(1x)dx=  x+C  
:f(x)=(x+C)=1(1x)dx=dx=x+C

(三)解答题
1.2x+x2.
:(2x+x2)dx=x2+13x3+C

2.(0,2)线y=f(x),使x线ex.
:f(x)=exf(x)=exdx=ex+Cf(0)=2=e0+CC=1f(x)=ex+1

3.(1x)(1x+x)dx.
:(1x)(1x+x)dx=[x121+xx32]dx=2xx+12x225x52+C

4.e3+x2dx.
:e3+x2dx=12e3+xd(3+x)=12e3+x+C=e32ex+C

5.2x2x3xdx
:2x2x3xdx=2x32dxx16dx=45x5265x56+C

6.e2xdx
:e2xdx=12e2xd(2x)=e2x2+C

7.x2x3+1dx
:x2x3+1dx=13x3+1d(x3+1)=29d(x3+1)32=29(x3+1)32+C

8.1x(1+3lnx)dx
:1x(1+3lnx)dx=1(1+3lnx)dlnx=131(1+3lnx)d(1+3lnx)=ln|1+3lnx|3+C

9.lnxxdx
:lnxxdx=lnxdlnx=(lnx)22+C

10.cos1xx2dx
:cos1xx2dx=cos1xd1x=dsin1x=sin1x+C

11.1x(1+x)dx
:1x(1+x)dx=1x[1+(x)2]2xdx=21[1+(x)2]dx=2arctanx+C

12.x+(arctanx)21+x2dx
:x+(arctanx)21+x2dx=x1+x2dx+(arctanx)21+x2dx=1211+x2d(1+x2)+(arctanx)2darctanx=ln(1+x2)2+arctan3x3+C

13.xcosxdx
:xcosxdx=xdsinx=xsinxsinxdx=xsinx+cosx+C

14.lnxx2dx
:lnxx2dx=lnxdx1=lnxx+1xdlnx=lnxx+1x2dx=lnxx1x+C

15.cosx+1dx
:t=x+1,x=t21,dx=2tdtcosx+1dx=cost2tdt=2tdsint=2tsint2sintdt=2tsint+2dcost=2tsint+2cost+C=2x+1sinx+1+2cosx+1+C

16.e2xcosexdx
:e2xcosexdx=excosexdex=exdsinex=exsinexsinexdex=exsinex+dcosex=exsinex+cosex+C

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