积分运算基本技巧(零)——序言
序言
大一上数学分析的时候,老师就说过,积分的计算存在很多技巧,但是同学们不要沉迷于计算的各种技巧中,只需要掌握课本中的基本技巧即可。而笔者在学习过程中,也发现不管是后续的其他数学课程中出现的积分计算,还是考研,数学竞赛等考试中,绝大多数的积分都可以通过课本中所出现的基本技巧解决。该系列文章以同济版《高等数学》课本为例,简要介绍一下积分计算中出现的基本技巧。下面简单带过一下几种较为简单或较为套路化的方法。
基本积分表
基本积分表如下,基本都是求导公式的逆公式。需要注意的是,这不是完整的积分表,还有部分积分表会在后面的篇章进行推导。
\begin{flalign} &\int k \,\mathrm{d}x=kx+C \ \mbox{(其中}k\mbox{为常数)} & \nonumber \\ &\int x^\mu\,\mathrm{d}x=\frac{x^{\mu+1}}{\mu+1}+C\ (\mu\neq-1) & \nonumber \\ &\int \frac{1}{x}\,\mathrm{d}x=\ln|x|+C & \nonumber \\ &\int\frac{\mathrm{d}x}{1+x^2}=\arctan x+C & \nonumber \\ &\int\frac{\mathrm{d}x}{\sqrt{1-x^2}}=\arcsin x+C_1=-\arccos x+C_2 & \nonumber \\ &\int \sin x\,\mathrm{d}x=-\cos x+C & \nonumber \\ &\int\cos x \,\mathrm{d}x=\sin x +C & \nonumber \\ &\int\sec^2 x\,\mathrm{d}x=\tan x +C & \nonumber \\ &\int \csc^2 x\,\mathrm{d}x=-\cot x +C & \nonumber \\ &\int \sec x\cdot\tan x \,\mathrm{d}x=\sec x+C & \nonumber \\ &\int\csc x \cdot\cot x \,\mathrm{d}x=-\csc x+C & \nonumber \\ &\int \mathrm{e}^x \,\mathrm{d}x=\mathrm{e}^x+C & \nonumber \\ &\int a^x\,\mathrm{d}x=\frac{a^x}{\ln a}+C & \nonumber \end{flalign}
分部积分
分部积分就是一个简单的公式,即
其经常用于处理较为复杂的部分或者与其他方法配合,并没有什么好总结的。
待定系数法
待定系数法是基于分式分解定理,将被积函数进行拆分,使其变为多个容易求解的积分。其本质与积分并无太大关系,而且解题过程较为套路,故该系列简单带过。