凑微分公式_凑微分法解常见函数的积分方法

在求一个函数的不定积分时,其实我们是在解决,已知函数的导数,求函数原型的问题。

而无论采用何种方法,理应是求得的结果,相同或者是恒等的。

那么,总结一下,在面对函数的不定积分时,如何求得呢?思路应该是按下步骤。

1. 公式法,常见的一元函数,或基本初等函数它的导数确定,也最常用,因此有公式。

2. 恒等变换之后,用公式法。那些一眼看,不在公式中的函数,但却可以通过变形从而可以套用公式的函数。

3. 配项后用公式法。某些函数呢,凑成公式还缺某常数项,那配齐后再套公式。

4. 凑微分法,复合函数或因数分解为和式,再分别积分,正好能被积出的。

5. 凑微分法,当函数呈现为复合函数时,而复合函数又呈现简单的公式法特性时,先凑成微分形式,后正好能用公式法解的函数。

6. 凑微分法,需要通过各种变换,才能按上述5种方法解的函数。

7. 第二换元法,第一换元法(凑微分法)无法解,或者挺麻烦时采用反函数积分的方法。

例:以下为一些常见的模型

题外话,

有一天,师傅告诉徒弟按他说的去干活,徒弟照着做了,事情做的非常漂亮,然而,这个活该怎么干,师傅怎么就知道结果,师傅是咋计算的,师傅并没有说,原因是,这个过程很复杂,很麻烦,甚至讲也讲不清,说也说不明白,徒弟也听不懂,那怎么办?干脆告诉结果,让徒弟去照做就是了。后来徒弟积累了大量的东西,那叫经验。因为弟子愚钝,师傅并没有告诉方法。

后来有一天,徒弟突然开窍,根据经验,推测计算方法,可行么?走到这一步的时候,徒弟已经具备了师傅教导他方法的水平了,于是师傅告诉了他。

其实这个时候,无论师傅告不告诉他方法,他也会自己推出,这个过程叫,逆向分析。

同样的,不定积分,正是核心方法,它不知道函数原型,但知道函数原型的导数,这个过程,我们理解为逆推,当然了,推出的结果有无数个,我们再验证一下,求出唯一解,这个过程就算是真正的求出了函数原型了。

一元函数积分学中常考的微分法是一种通过巧妙的代换将被积函数转化成更易积分的形式的方法。具体来说,微分法常用于以下两种情况: 1. 被积函数中含有若干项的乘积,其中某些项的微分形式与整个被积函数相同或与其他项的微分形式相同,但是某些项的微分形式又与整个被积函数不同。此时,我们可以通过代换将这些微分形式相同或相似的项合并在一起,从而得到更易积分的形式。 例如,对于形如 $\int x\sqrt{1-x^2}\mathrm{d}x$ 的积分,我们可以令 $u=1-x^2$,则 $\mathrm{d}u=-2x\mathrm{d}x$,从而原积分可以转化为 $\int -\frac{1}{2}\sqrt{u}\mathrm{d}u$,最后再通过简单的换元即可求。 2. 被积函数中含有若干项的和,其中某些项可以表示为其他项的导数形式。此时,我们可以通过分部积分将这些项分离出来,从而得到更易积分的形式。 例如,对于形如 $\int xe^x\mathrm{d}x$ 的积分,我们可以将其看作是 $\int x\mathrm{d}(e^x)$ 的形式,从而可以利用分部积分公式将其拆分为 $xe^x-\int e^x\mathrm{d}x$ 的形式,最后再通过简单的求导即可得到积分的结果。 需要注意的是,微分法虽然在某些情况下可以简化积分的过程,但是也存在一些风险。例如,如果代换不当或者分部积分的选择不合适,可能会导致积分结果的错误或者复杂度的增加。因此,在使用微分法时,需要仔细分析被积函数的形式,并且在实践中多加练习,才能熟练掌握这种技巧。
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