利用口诀计算分部积分的方法
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利用口诀计算分部积分的方法

2022-10-21 08:55:07 来源:网友投稿

分部积分是积分运算的基本方法之一。运用分部积分法计算积分问题时,通常采用“竖式法”或“表格法”等,但这些方法往往操作起来十分复杂或不容易理解。本文将介绍一种简便的计算法——口诀法,以达到简化运算的目的。

分部积分 口诀法 分部积分口诀

高等数学是高职高专的一门公共基础课,微积分是高职高专学生的必修内容。一元函数微积分实际上包括两部分内容,一部分是微分学(极限、导数、导数的应用),另一部分是积分学(不定积分、定积分)。对于高职学生来讲,求函数的导数相对来说比较容易理解,计算方法也比较容易掌握。而对于积分来说学生时常会感觉到比较困难,有时做题无从下手。不定积分的计算方法主要包括:直接积分法、换元积分法(第一换元法、第二换元法)、分部积分法。而其中的分部积分法更是较难掌握,传统计算分部积分时通常采用“竖式法”或“表格发”,但这些方法操作起来往往比较复杂或不易理解。下面将介绍一种简单有效的分部积分计算方法——口诀法。

在利用分部积分法计算积分问题时,被积函数通常是两个不同类型函数的乘积。不妨假设这两个不同类型的函数为 U(x)和 V(x),则分部积分口诀公式为:

为进一步理解上面公式,我们首先来研究一下选择积分函数的先后顺序。下面我们来看几个例子。

由例1可以看出,当被积表达式中的 U(x)和 V(x)是由幂函数和三角函数组成时,通常“积”三角函数.

由例2可以看出,当被积表达式中的 U(x)和V(x)是由幂函数和对数函数组成时,通常“积”幂函数.

有些积分需要接连应用几次分部积分法才能完成.

由例3可以看出,当被积表达式中的 U(x)和V(x)是由幂函数和eax(指数函数)组成时,通常“积”eax(指数函数).

有些积分在接连使用几次分部积分后,会出现与原来积分相同类型的项,经过移项合并后,可得所求积分.

由例4可以看出,当被积表达式中的 U(x)和 V(x)是由eax(指数函数)和三角函数组成时,通常“积”eax(指数函数).

总结以上数例,可知凡属于以下类型的不定积分,常可利用分部积分来计算:

(其中k,m为自然数).

选择积分的先后顺序为:

eax(指数函数),三角函数,幂函数,对数函数

下面对口诀公式给出进一步说明:

即在 U(x)和 V(x)中,如果有eax(指数函数)先积eax(指数函数);没有eax(指数函数),先积三角函数;既没有eax(指数函数),又没有三角函数,则积幂函数。如果被积函数中有对数函数,则一定不积对数函数,把对数函数作为不变的一项和求导的一项。

由此得到分部积分口诀:

“指”“三”“幂”先后序;

对数函数定不积;

分部“积·原- f积·导 dx” ;

牢牢记住勤练习。

以上给出了一些求不定积分的方法,这些方法必须通过大量的练习才能熟练.不定积分和求导数不一样,求不定积分不仅比求导数困难,而且有些积分用以上方法确实“积不出来”.对于任一给定的初等函数,可以求出其导函数.但对有些不定积分,如 等,尽管被积函数是初等函数,但其原函数却不可能用初等函数表示出来.

上述口诀法同样适合定积分的分部积分运算,只是相应地结合积分的限使用而已。分部积分法的使用灵活多样,各种方法都有自己的特点,口诀法只是其中的一种方法。读者要勤加练习以便掌握,也可以在今后的解题中不断积累经验、总结创新,期待发掘出更新更好的分部积分计算方法。

参考文献:

[1] 华东师范大学数学系.数学分析.北京:高等教育出版社,1991.3.

[2]李林曙,黎诣远.经济数学基础·微积分.北京:高等教育出版社,2004.


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