高等数学：4.3-2不定积分的积分法(2)分部积分法
高数4.3 分部积分法
cos x sin x 2 C x
说明: 此题若先求出
再求积分反而复杂.
2 sin x 2 cos x cos x d x x f ( x) dx 2 x x
本节小结
分部积分公式
u v dx u v uv dx u v v du
例4 求 e x sin x dx . （课本例7）
解: 令
v e x , 则 v ex
x x e e sin x ∴ 原式 cos x dx
再令
x
v e x , 则 v ex
e sin x e x cos x e x sin x dx
故 原式 =
2. 求不定积分 解： 方法1 (先分部 , 再换元)
d (e x 1)
令 则
方法2 (先换元,再分部)
令 则
故
3. 求 I sin ( ln x) dx 解: 令 则 x et , d x et d t
I e t sin t d t
et sin t et cos t d t
为三角函数 , 但两次所设类型 说明: 也可设 必须一致 .
解题技巧: 把被积函数视为两个函数之积 , 按 “ 反对幂指三” 的 反: 反三角函数 顺序, 前者为 后者为 例5（补充题）求 解: 令
v 1 , 则
vx
原式 = x arccos x
x 1 x 2
对: 对数函数 幂: 幂函数 指: 指数函数 三: 三角函数
et (sin t cos t ) I
1 t I e (sin t cos t ) C 2 1 x [sin(ln x) cos(ln x)] C 2
分部积分法word版
4.3 分部积分法前面介绍的基本积分法和换元积分法的共同特点是经过适当的变形或变换，将不易计算的不定积分转化为易于计算的另一种不定积分，达到化难为易，化未知为已知的目的．现在我们介绍另一种求不定积分的方法——分部积分法，用于求两种不同类型函数乘积的不定积分，这是与两个函数乘积的导数法则对应的积分方法．设函数)(x u u =，)(x v v =具有连续导数，因为两个函数乘积的导数公式为 v u v u uv '+'=')( 或 v u uv v u '-'=')( 于是，对上式两边求不定积分，得⎰⎰⎰'-'='vdx u dx uv dx v u )(即 ⎰⎰'-='vdx u uv dx v u（4.3.1）或⎰⎰-=vdu uv udv (4.3.2)上述公式叫做分部积分公式． 例如：C e xe dx e xe de x dx xe x x x x x x +-=-==⎰⎰⎰【注】：（1）分部积分法主要用于解决被积函数是两类不同类型函数的乘积的不定积分。
如dx xe x ⎰，dx x x ⎰sin ，dx x x ⎰ln ，dx x e x ⎰sin 等等。
（2）关键是选择合适的u 和dv ，选取原则：（a ）v 要容易求出。
（b ）du v ⎰比dv u ⎰容易求出。
例如：x x x x de x e x x d e dx xe ⎰⎰⎰-=⎪⎭⎫ ⎝⎛=222212121 不合适。
（3）步骤：运用分部积分公式求不定积分⎰dx x f )(的主要步骤是把被积函数)(x f 分解为两部分因式相乘的形式，其中一部分因式看作ｕ，另一部分因式看作v '，而后套用公式，这样就把求不定积分⎰'dx v u 的问题转化为求不定积分⎰'vdx u 的问题．()dx x f ⎰()()dx x v x u ⎰'= 确定()x u 和()x v '()()x dv x u ⎰= 凑微分()()()()x du x v x v x u ⎰-= 使用分部积分公式 ()()()()dx x u x v x v x u ⎰'-= 求微分()()()C x F x v x u +-= 求积分【例1】求下列不定积分 （1）dx x x ⎰cos （2）dx xe x ⎰2 （3）()dx x x ⎰+sin 12解： （1）C x x x dx x x x x d x dx x x ++=-==⎰⎰⎰cos sin sin sin sin cos（2）()⎪⎭⎫ ⎝⎛-===⎰⎰⎰⎰dx e xe de x x d xe dx xe xx x x x 222222121221 ()C e xe x d e xe x x x x +-=-=⎰2222412124121 （3）()()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+-=+-=+⎰⎰⎰1cos cos 1cos 1sin 12222x d x x x x d x dx x x()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++-=++-=++-=⎰⎰⎰dx x x x x x d x x dx x x x x sin sin 21sin 21cos 2cos 1222()C x x x x +-++-=cos 2sin 212【注】：【练习】 （1）dx xx ⎰3cos （2）dx e x x ⎰2解： （1）C x x x dx x x x x d x x dx x x +-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-==⎰⎰⎰3sin 93cos 33cos 3cos 333cos 33cos（2）xx x x x x x xde x e x dx xe e x dx e e x de x dx e x ⎰⎰⎰⎰⎰-=-=-==22222222C e xe e x dx e xe e x xx x x x x +--=⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎰2222【例2】求下列不定积分 （1）dx x x ⎰ln （2）dx x x ⎰arctan （3）dx x ⎰arcsin解： （1）dx x x x x d x x x dx x dx x x ⎰⎰⎰⎰-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-==21ln 21ln ln 21ln 21ln 2222 C x x x +-=2241ln 21 （2）⎪⎭⎫ ⎝⎛-==⎰⎰⎰x d x x x dx x dx x x arctan arctan 21arctan 21arctan 222 ⎰+-=dx x x x x 222121arctan 21dx x x x ⎰⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=2211121arctan 21 C x x x x ++-=arctan 2121arctan 212 （3）⎰⎰⎰--=-=dx xx x x x d x x x dx x 21arcsin arcsin arcsin arcsin()C x x x x d xx x +-+=--+=⎰2221arcsin 11121arcsin【注】【练习】 （）()()()()dx x x x x x d x x x dx x⎰⎰⎰+-+=+-+=+222222121ln 1ln 1ln 1ln()()⎰+--+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+--+=C x x x x dx x x x arctan 221ln 11121ln 222【例3】求下列不定积分（1）⎰⎰=x x de dx e sin sin )(sin sin x d e x e x x ⎰-=⎰-=xdx e x e x x cos sin⎰-=x x xde x e cos sin )cos cos (sin ⎰--=x d e x e x e x x x ⎰--=xdx e x x e x x sin )cos (sin (注意循环形式)所以有 sin (sin cos ).2xxe e dx x x C =-+⎰注：（2）dx x ⎰sin解：令t x =，则2t x =，tdt dx 2=⎪⎭⎫ ⎝⎛--=-==⎰⎰⎰⎰dt t t t t d t dt t t dx x cos cos 2cos 2sin 2sinC x x x C t t t ++-=++-=sin 2cos 2sin 2cos 2（3）x d x xd x x d x x dx x x x 2233csc 21sin 121sin sin sin cos ⎰⎰⎰⎰-=-== C x x x dx x x x +--=⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎰cot 21csc 21csc csc 21222【练习】 （1）2222223cos 21sin 21sin x d x dx x x dx x x ⎰⎰⎰-==C x x x dx x x x ++-=⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎰2222222sin 21cos 21cos cos 21（2）()()()()x d x x x x d x dx x x ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ⎰⎰⎰-==()()()Cx x x dx x x x dx xx x x x +-=-=-=⎰⎰ln ln ln ln ln ln ln 1ln 1ln ln ln ln【练习】设()x f 有一个原函数x x ln ，则()='⎰dx x f x解：()()()()dx x f x xf x df x dx x f x ⎰⎰⎰-==' 因为()x f 有一个原函数x x ln 所以()C x x dx x f +=⎰ln()()()()C x x x x dx x f x xf x df x dx x f x +-=-=='⎰⎰⎰ln ln 2⎰-+dx x 3211.1练习： ⎰-+12.2x dx（注：本资料素材和资料部分来自网络，仅供参考。
求不定积分的几种方法
求不定积分的几种方法摘要:求不定积分的方法有很多种,针对不同类型的函数采用最适合的方法往往会起到事半功倍的效果,本文就不定积分的求解方法进行了归类，结合实例讨论了这些方法在不定积分求解中的可行性，对快速正确求解不定积分有一定意义。
关键词：不定积分直接积分法分部积分法方程法Abstract: There are many kinds of methods to solve the indefinite integral. For different types of function using the most suitable method often can play a multiplier effect. In this paper, indefinite integral solutions are divided into several different types and the feasibility of the method of indefinite integral is discussed by integrating the practical examples, which is of certain significance to rapidly, correctly solving indefinite integral.Key words: indefinite integral; direct integration method; integration by parts; equation method不定积分是一元微积分中非常重要的内容之一，是积分学中最基本的问题之一，又是求定积分的基础，牢固掌握不定积分的理论和运算方法，不仅能使学生进一步巩固所学的导数和微分概念，而且也将为学习定积分，微分方程和多元函数的积分学以及其他课程打好基础，因此切实掌握求不定积分的方法非常重要。
[全]高等数学之不定积分的计算方法总结[下载全]
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高等数学之不定积分的计算方法总结不定积分中有关有理函数、三角函数有理式、简单无理函数的求法，是考研中重点考察的内容，也是考研中的难点。
不定积分是计算定积分和求解一阶线性微分方程的基础，所以掌握不定积分的计算方法很重要。
不定积分考查的函数特点是三角函数、简单无理函数、有理函数综合考查，考查方法是换元积分法、分部积分法的综合应用。
不定积分的求法的理解和应用要多做习题，尤其是综合性的习题，才能真正掌握知识点，并应用于考研。
不定积分的计算方法主要有以下三种：
（1）第一换元积分法，即不定积分的凑微分求积分法；
（2）第二换元积分法
（3）分部积分法
常见的几种典型类型的换元法：
常见的几种典型类型的换元法
题型一：利用第一换元积分法求不定积分例1：
分析：
解：
题型二：利用第二换元积分法求不定积分例2：
解：
题型三：利用分部积分法求不定积分
分析：
例3：
解：。
高教社2024高等数学第五版教学课件-4.3 分部积分法
例1 求 න
解
) ( = ′ = − )(′
= − න
= + + .
注 例1如果采用下面的方法，即
2
2 ′
2
න = න ∙ ( ) = − න()′ ∙
1
1
2
1) ]+
2 1+(2+1)2
1
2
1) ]+ arctan
2
1
[ 1
4
2 +
+ (2 + 1)2 ] + .
解法二(先用换元法,再用分部积分法,最后再使用凑微分)
令 = 2 + 1， =
−1
，则
2
−1
න 2 + 1 = න (
∴
= 2
(
− 2 + 2) + .
例10 求 න(2 + 1)
解法一(先用分部积分法,再用第一类换元法——凑微分)
( 2 + 1) = (2 + 1)-( 2 + 1)
2
= 2 + 1 − න
解
2 = 2 ( )
= 2 − න ( 2 ) = 2 − 2 න
= 2 + 2 න ( ) = 2 + 2( − )
= − + .
例3 求
解 令 = , = =
2
,
2
高等数学（上）第四章不定积分
第四章 不定积分内容：不定积分的概念和性质、换元积分法、分部积分法、几种特殊类型函数的积分、简单无理函数的积分、积分表的使用。
要求：理解不定积分的概念和性质，掌握不定积分的基本公式、换积分法和分部积分法，理解有理函数的积分，了解简单无理函数的积分重点：不定积分的概念和性质；不定积分的基本公式；换元积分法、分部积分法、 难点：凑微分、三角代换法、分部积分法到目前为止，我们已经学会了对函数作如下运算：四则、复合、求导. 在四则运算中, 加减法互为逆运算, 积商也互为逆运算; 我们能将简单函数复合, 也能将复合函数分解. 于是, 我们自然会想到这点: 既然我们能求得任一函数的导数, 我们当然也想知道谁的导数是一个任意给定的函数呢? 即研究求导的逆运算.例: 对于变速直线运动, 若已知位移函数)(t s s =, 则即时速度)(t s v '=, 反之, 若已知)(t v v =, 能否求得位移函数?§1. 不定积分的概念与性质一、原函数与不定积分的概念1. 原函数定义: 设)(),(x F x f 在区间I 上有定义, 若∀x ∈I, 有)()(x f x F =' (或dx x f x dF )()(=)则称)(x F 为)(x f 在I 上的原函数.例: -sinx 是cosx 的原函数, x ln 是x1的原函数. 我们自然会提出三个问题:(1) 是不是任一函数都有有原函数. (2) 一个函数的原函数是否唯一.(3) 若不唯一, 不同的原函数间的关系. 逐一回答:(1) 定理: 若)(x f 在I 上连续, 则存在)(x F , 使得)()(x f x F ='. (2) 常数的导数为0. 若)()(x f x F =', 则())()(x f C x F ='+. (3) 若)()()(x G x f x F '==', 则()0)()(='-x F x G . 回忆中值定理得到的重要结果, 可得:Cx F x G Cx F x G +==-)()()()(综合(2), (3), 得出结论: 若)(x F 是)(x f 的一个原函数, 则 1°所有的)(x F +C 也是)(x f 的原函数. 2°)(x f 的任一原函数也写成)(x F +C.即})({C x F +(C 为任意常数)是)(x f 的所有原函数的集合. 命名之. 2. 不定积分定义: 函数)(x f 的全体原函数称为)(x f 的不定积分, 记作⎰dx x f )(.若)()(x f x F =', 则⎰dx x f )(=)(x F +C.⎰: 积分符号; )(x f 被积函数; dx x f )(被积表达式;x : 积分变量; C: 积分常量. 例1.C x xdx C x dx x +=+=⎰⎰sin cos ,4143例2. 证明:C x dx x +=⎰ln 1.证一: ⎩⎨⎧<->=0)ln(0ln ln x x x xx()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<-->='0101ln x xx x x证二: 2ln ln x x =为简便, 记C x dx +=⎰ln 1.(曲线族中任意一条曲线都可由另一条曲线经过上下平移而得到, 表现在图形上, 即: 所有平行于y 轴的虚线被相同的两条积分曲线所截得的长度都相同.)3. 不定积分与导数、微分的关系()()Cx F x dF C x F dx x F dxx f dx x f dx f dx x f +=+='=='⎰⎰⎰⎰)()(,)()()2()()(),()()1(不定积分与导数、微分互为逆运算. 注2: 导数是一个函数, 不定积分是一族函数.二、基本积分公式由导数公式，可直接得出积分公式Caa dx a C e dx e C x xdx x C x xdx x C x xdx dx x C x xdx dx x Cx xdx C x xdx Cx dx x Cx dx x Cx dx x C x dx x C kx kdx xxx x +=+=+-=⋅+=⋅+-==+==+-=+=+=-+=++=-≠++=+=⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰+ln )13()12(csc cot csc )11(sec tan sec )10(cot csc sin 1)9(tan sec cos 1)8(cos sin )7(sin cos )6(arcsin 11)5(arctan 11)4(ln 1)3()1(11)2()1(2222221μμμμ三、不定积分的运算法则[]⎰⎰⎰⎰⎰⎰±±±=±±±=dxx f dx x f dx x f dx x f x f x f dxx f k dx x kf n n )()()()()()()2()()()1(2121.例1.⎰⎰+--+dxx x xdxx e x )213114()2()cos 52()1(2 例2.()⎰⎰-=dx x xdx 1sec tan22例3. ⎰⎰+-+=+dt t t dt t t 22221111例4. ⎰⎰+=dt xx x x dt x x 222222cos sin cos sin cos sin 1§2. 换元积分法积分的许多方法都是来源于求导（微分）公式，凑微分法来源于复合函数求导公式，或者说是一阶微分形式不变性.一、第一类换元法（凑微分法）(){}()⎰⎰⎰=='=='⇒'=⋅'=+='⇒'⋅='⋅='⋅'='duu f dx x x f du u F dx x F x F d C x F dx x x f x x f u u f u u F x F x u x x u f u F xx u x)()()]([)()]([)]([)]([()()]([)()]([)()()]([)()()()(ϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕ定理 设)(u f 有原函数，)(x u ϕ=可导，则)()()()]([)()]([x u duu f x d x f dx x x f ϕϕϕϕϕ=⎰⎰⎰=='此定理的实质是将对变量x 的积分转化为对x 的函数)(x ϕ的积分.1. b ax x +=)(ϕ例1.⎰xdx 2sin 2不能对⎰xdx 2sin 直接积分, 但若令u=2x, 则可对⎰udu sin 直接积分, 只需将原积分中的“dx ”转化为“du ”即“d(2x)”.Cx C u udu x xd xdx xu +-=+-===⎰⎰⎰=2cos cos sin )2(2sin 2sin 22 熟练后可省略例2. []⎰⎰⋅++=+21)12()12sin()12sin(x d x dx x 例3. ⎰-dx x 100)45(, ⎰-dx x 23)45(若是二或三次方, 或许可以考虑二项展开, 但对于100次或是非正整数次方显然不适用.例4.⎰⎰+→+dx x dx x a 222111例5.⎰⎰-→-dx xdx xa 222111一般地, ⎰⎰++=+)()(1)(b ax d b ax f a dx b ax f . 2.b ax x +=2)(ϕ例6. ⎰dx xe x 22 例7.⎰-dx x a x2一般地,⎰⎰++=+)()(21)(222b ax d b ax f adx b ax xf . 利用1111+++=μμμμdx x dx x , 我们常用的凑微分法有: ⎰⎰⎰⎰⎰⎰⋅=⋅⋅-=⋅⋅=⋅xd f dx x fxd f dx x f dx f dx f x 2131232例8.⎰dx x x 1tan 122例9.⎰dx xe x33. 其它类型例10. ⎰⎰=dx xxxdx cos sin tan , ⎰xdx cot 例11.⎰+dx x x 21arctan把对x 积分转化为对)(x ϕ积分，即)()(x d f dx f x ϕϕ⋅→⋅'，这实际上也是一个积分过程，只是这个积分较为直接明了，因此，所有积分公式都可以被考虑用于凑微分.如:⎰⎰⋅=⋅x d f dx f x ln 14. 综合性凑微分(先变形, 再凑) ① 代数变形例12. ⎰-dx x x2例13. C ax ax a dx x a C a x ax a dx a x +-+=-++-=-⎰⎰ln 211,ln 2112222例14.⎰⎰++=++dx x dx x x 2)3(1116122例15.⎰⎰-+=--dx x x dx x x )1)(3(12312总之: ⎰⎪⎩⎪⎨⎧→→→++arctanln12不可分解因式可分解因式dx c bx ax 例16.⎰⎰+-=--dx x dx xx 22)1(21211例17．⎰⎰+=dx x xdx 212cos cos 2例18. C x x x dx x xdx +++=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎰⎰832sin 414sin 321212cos cos 24例19. ⎰⎰--=x d x xdx cos )cos 1(sin 23例20. ⎰⎰--=x xd x xdx x cos cos )cos 1(cos sin2223例21.⎰⎰+=dx xx xdx x 22sin 8sin 3cos 5sin总结之:⎰⎰⎰→⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⋅⋅⋅→⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧→⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧++积分化和差公式平方和公式并换元倍角公式降次dx Bx Ax Bx Ax Bx Ax dx x x dx x x n n n ncos cos sin sin cos sin )3(cos sin )2(cos sin )1(121222例22.⎰xdx csc()Cx x xx C x x C x x C x x x d x dx xx dx x xdx ++-=+-=+-+-=+-+-=++-=--===⎰⎰⎰⎰)cot ln(csc sin cos 1ln cos 1cos 1ln 21cos 1cos 1ln 211cos 1cos ln 21cos cos 11sin sin sin 1csc 2222 Cx x xdx C x x xdx ++-=++=⎰⎰)cot ln(csc csc )tan ln(sec sec 总结: 三角函数微分、积分公式记忆： (1) 弦函数↔ 弦函数; 切函数↔ 割函数 (2) 正函数→ 正号; 余函数→ 负号例23.⎰⎰⎰-=--=+dx x xdx x x dx x 22cos sin 1sin 1sin 1sin 11在积分过程中, 分母中的正减号是积分的障碍.二、第二类换元法（变量置换法）定理 设)(t x ψ=是单调且可导的函数，0)(≠'t ψ. 又设)()]([)(t t f t g ψψ'=有原函数, 则[]⎰⎰-='=)(1)()]([)(x t dt t t f dx x f ψψψ.事实上:[]C t G dt t g dt t t f t d t f dxx f x t t x +=='=⋅=⎰⎰⎰⎰-==)()(1)()()()]([)]([)]([)(ψψψψψψ第二类换元的实质是将f (x )复杂式变简单或将明显不可积变为可积. 1. 三角代换例1.⎰+dx x 112Ct t tdt t t d t dxx t x ++=⋅==+⎰⎰⎰=)tan ln(sec sec sec 1)(tan sec 1112tan 2不定积分是被积变量的函数, 故需写成x 的函数. 而用反函数代入的方法显然很繁琐.1tan tan x t t x =⇒=, 即在直角三角形中, t 是一个锐角, x 是其对边, 1是其邻边.⎰⎰+++=++++=++==C x a x dx a x C x x dx x x t t )ln(1)1ln(1111cos 1sec 2222222例2.⎰-dx ax 221xCa x x C aa x a x C t t tdtt t t a d t a dxax xa t ta x +-+=+-+=++=⋅==-==⎰⎰⎰)ln()ln()tan ln(sec tan sec tan 1)sec (tan 12222cos sec 22积分公式:⎰++±=±C x a x dx a x )ln(12222例3．⎰-dx x a 2C ax a a x a x a C t t t a dt t a tdtat td adx x a ax t t a x +-⋅+=++=+===-⎰⎰⎰⎰==)(arcsin 2)cos sin (2)2cos 1(2cossin cos 22222222sin sin 2三角代换的实质：用六角形公式消去根式(或分母)中平方和、平方差.2. 根式代换例4.⎰++dx x 1211Cx x C t t dt t t t d t dxx t x t x +++-+=++-=+-+=-+=++⎰⎰⎰=+-=)121ln(12)1ln(11121111211212212例5.⎰+xx dx)1(322a x -xCt t dt t t dt t t xx t x tx +-=+-+=+=+⎰⎰⎰==arctan 661116)1(1)1(22632366例3.dx xx⎰-+11 （选讲、习题课） 法一：()dt t t t td t xxt t x ⎰⎰+=+-==-++-=2222111114)121(22 法二：()⎰⎰⎰⎰⎰+=--=-=--=--==dt t dt tt dt t t dx x x dx x x t x )sin 1(sin 1sin 1sin 1cos 111122sin 222法三：()()⎰⎰⎰⎰-+-=-+=-+=2222221121111111x d x dx xdx xx dx x x§3.分部积分法由导数的乘法公式:())()()()()()(x g x f x g x f x g x f '+'=',可知)()(x g x f 是)()()()(x g x f x g x f '+'的一个原函数,即[])()()()()()()()()()()()()()()()()()(x df x g x g x f x dg x f dx x g x f x g x f dx x g x f C x g x f dx x g x f x g x f ⎰⎰⎰⎰⎰-=⇔'-='⇒+='+' 其实质是将被积函数看作两个函数的乘积,将其中一个函数先凑到d 的后面(做一部分积分),从而变形为求另一个函数的积分.简言之,将被积表达式写成d 前面一部分,d 后面一部分,再交换前后两部分的位置.分部积分公式:⎰⎰⎰⎰'-=-=='dx u v uv vdu uv udv dx v u 例1.⎰xdx x sinx,sinx 都可以放到d 的后面去,但是,变形后的结果截然不同:前者变形为求⎰xdx xsin 2,后者变形为求⎰xdx cos ,显然选择后者.注: 选择u,v(d 前函数,d 后函数)的原则: (1)v 明显可求(2)简单比v u u v ''(即新得到的积分比原积分简单) 例2.⎰dx xe x例3. ⎰dx e x x 2例4.⎰xdx x ln 2例5. ⎰xdx ln , ⎰xdx 2ln例6. ⎰xdx arcsin例7. ⎰xdx e xsin例8. ⎰=xdx x I sec tan 2(选讲)⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰--=+-=-=-==⋅==xdxI x x xdx x x x xdx x x x xd x x xxd xdx x x xdxx I sec sec tan sec )1(tan sec tan sec sec tan tan sec sec tan sec tan sec tan tan sec tan 232 注2.分部积分法主要类型:dxe ax ax x e ax ax d x dxe ax ax x ax n ax n ax n ⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⋅→⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧→⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⋅⎰⎰⎰-sin cos sin cos cos sin )1(1\函数类型不变求导后积分后降次求导dx x ax ax x n ⎰⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⋅类型趋同求导后类型不变积分后ln arctan arcsin )2(dx x d x ax ax n ⎰⎰→⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧→+幂函数1ln arctan arcsin方程二次分部积分函数类型不变求导后积分→⎭⎬⎫⎩⎨⎧⋅→⎭⎬⎫⎩⎨⎧⋅→⎭⎬⎫⎩⎨⎧→⎭⎬⎫⎩⎨⎧⋅⎰⎰⎰⎰dx bx bx e dx bx bx e e d bx bx dxbx bx e ax ax ax ax cos sin sin cos cos sin cos sin )3(\例9.⎰dx ex例10. dx xexdx e xx⎰⎰-=22cos 1sin 2例11. dx xe dx x e xx ⎰⎰=22sin cos sin 例12. ()dx x x xdx x ⎰⎰-=1sec tan 22 例13. ⎰=dx x I )sin(ln例14.⎰+++dx xx x 221)11ln(不定积分小结一积分公式(分类分组) 1．幂函数类⎪⎩⎪⎨⎧-≠⎰⎰dx xdx x 11(μμ ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-+⎰⎰dx ax dx ax 222211⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧±-⎰⎰dx a x dx x a 222211 2．指数函数类⎪⎩⎪⎨⎧⎰⎰dx a dxe xx3．三角函数类⎪⎩⎪⎨⎧⎰⎰xdx xdx cos sin⎪⎩⎪⎨⎧⎰⎰x d x x d x s e c t a n⎪⎩⎪⎨⎧⎰⎰x d x x d x c s c c o t⎪⎩⎪⎨⎧⎰⎰xdx xdx 22csc sec⎪⎩⎪⎨⎧⎰⎰x d x x x d x x c s c c o t s e c t a n 二、凑微分法)()()()]([)()]([x u duu f x d x f dx x x f ϕϕϕϕϕ=⎰⎰⎰=='常用的凑微分法有:⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⋅=⋅⋅-=⋅⋅=⋅⋅=⋅+⋅=⋅xd f dx x fx d f dx x f dx f dx f x dx f dx xf b ax d f a dx f 213121)(12322⎰⎰⎰⎰⎰⎰⋅=⋅⋅⋅-=⋅⋅⋅=⋅xxdef dx f e x d f dx f x x d f dx xfcos sin ln 二、变量置换法[])()(1)()]([)]([)]([)(x t t x dt t t f t d t f dx x f -==⎰⎰⎰'=⋅=ψψψψψψ 常用代换:1. 三角代换⎰⎰⎰⎰⎰⎰====-=+=-tdtt t a f a dx a x f tdtt a f a dx x a f tdtt a f a dx x a f ta x ta x ta x tan sec )tan ()(sec )sec ()(cos )cos ()(22sec 22222tan 2222sin 222. 根式代换⎰⎰--=+=⋅=++dt t t t f anmdxb ax b ax f nm n m ab tx b ax t mn nmnm 1),(),( 三、分部积分法⎰⎰⎰⎰'-=-=='dx u v uv vdu uv udv dx v u分部积分法主要类型:dxe ax ax x e ax ax d x dxe ax ax x ax n ax n ax n ⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⋅→⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧→⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⋅⎰⎰⎰-sin cos sin cos cos sin )1(1\函数类型不变求导后积分后降次求导dx xax ax x n ⎰⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⋅ 类型趋同求导后类型不变积分后ln arctan arcsin )2(dx x d x ax ax n ⎰⎰→⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧→+幂函数1ln arctan arcsin方程二次分部积分函数类型不变求导后积分→⎭⎬⎫⎩⎨⎧⋅→⎭⎬⎫⎩⎨⎧⋅→⎭⎬⎫⎩⎨⎧→⎭⎬⎫⎩⎨⎧⋅⎰⎰⎰⎰dx bx bx e dx bx bx e e d bx bx dxbx bx e axax ax axcos sin sin cos cos sin cos sin )3(\ 注2:有些函数经过变形、代换后成为上述类型.注3:选择u,v(d 前函数,d 后函数)的原则:留在d 前的函数求导后变易, 进入d 的函数积分后不变难.四、特殊函数积分归类 归类1:⎰⎪⎩⎪⎨⎧→→→++arctan ln 12平方和平方差dx c bx ax 归类2:⎰⎩⎨⎧→<→>→++arcsin 0012a a dx c bx ax 三角代换 归类3:⎰⎰⎰→⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⋅⋅⋅→⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧→⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧++积分化和差公式平方和公式并换元倍角公式降次dx Bx Ax Bx Ax Bx Ax dx x x dx x x n n n ncos cos sin sin cos sin )3(cos sin )2(cos sin )1(121222 归类4：有理函数.。
不定积分的分部积分法
x x e sin x d x sin x d e
e x sin x - e x d(sin x)
x x e sin x cos x d e e sin x - e cos xdx x x
e x sin x - (e x cos x - e x d cos x )
这两个公式称为分部积分公式.
•分部积分过程
,
uv vdx dx udv uv- vdu uv d uv uv u vdx vdx .. uv vu x udv u vdu u
分部积分过程： u vdx u dv uv - v du = uv - vu dx = 例1 求 x cos xdx. 解
例5 (3) 求 arccos xdx x arccos x - xd arccos x
分部积分过程： u vdx u dv uv - v du = uv - uv dx =
1 1 1 2 2 2 1 例3 求 x ln xdx ln xdx x ln x - x dx 例4 2 2 2 x 1 ln xdx 2 1 x 2 ln x - 1 x 2 1 dx x ln xdx 例 4 解：原式 = 2 2 2 x
内容小结
1、分部积分公式：
u v dx u dv u v - v du
2 、分部积分： uvdx uv - vudx中u, v的确定原则：
“反对幂指三” , 前 u 后
1 x 2 arctan x - 1 x 1 arctan x C . 2 2 2
分部积分过程： u vdx u dv uv - v du = uv - uv dx =
§4.3 不定积分的分部积分法
不能这样选择
u
和
dv .
微积分 第4章 不定积分
4.3 不定积分的分部积分法
由此可见, 运用分部积分法的关键在于恰当地选择 u 和 dv 一般选择 u 和 (1)
.
dv
的原则是:
v
要容易求得;
(2) 积分 vdu 要容易计算. 按“反函数，对数函数，幂函数， 通常根据被积函数的表达式，
指数函数，三角函数”的顺序， 排前者取为 u
（4.3.1）
udv uv vdu
udv
或
uvdx uv vudx
公式(4.3.1)称为不定积分的分部积分公式.
当求 有困难, 而求
vdu
比较容易时, 分部积分法就
可以发挥作用了.
微积分 第4章 不定积分
4.3 不定积分的分部积分法
例1
解
x xe dx 求
e x cos x e x sin x e x sin xdx
移项有
2 e x sin xdx e x cos x e x sin x C1
1 x e sin xdx 2 e (sinx cos x ) C
x
从而
有些不定积分需要综合运用换元积分法与分部积分法 才能求出结果.
1 2 1 1 1 2 1 x2 x arctan x ( 1 )dx x arctanx dx 2 2 2 2 1 x 2 2 1 x 1 2 x 1 x arctanx arctanx C 2 2 2
微积分 第4章 不定积分
4.3 不定积分的分部积分法
x sinx ( cos x ) C x sin x cos x C .
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xdx
即 ex sin xdx 1 ex (sin x cos x) C.
2
自己总结
EXE cos(ln x)dx
sinax
lnx
(1)
Pn ( x)cosaxdx ；(2) eax
Pn( x)arcsinx dx ；
arctanx
(3)
eax
s inbx cosbxdx
2014年12月03日
预习 P172-P184 定积分的积分法
P186-P189 作业 P175 1(1, 2, 4, 5, 8, 9, 11, 12),
2(1, 2, 5, 8), 3(2, 3, 4, 5),
P185 1(3, 4, 5, 6, 7, 9, 10), 2(2, 3, 4, 6, 7)
思考：设
f
(x)
sin x
x
，求
x
f
( x)dx
.
求
(2
x2 x2
)2
dx
,
x
dx , x2 x 1
sin 2x dx ． 1 cos2 x
4. 分部积分法 xe xdx
乘积微分公式的逆运算
Thm 设函数 uu(x) ， vv(x) 可微，则
udv uv vdu ．
分部积分的关键是正确选取 u 和 dv ，其选取原则是：
，
其中 Pn( x) 为多项式．
提醒：有时在 f ( x)dx 中，也可用分部积分求解．
此时，可选取 u f (x) ， dvdx ．
例 13
讨论：设
f
(
x)
sinx x
，求
x
f
(
x)dx
．
f ( x)
x cos x sin x2
x
，
f
(
x)
(2
x2
)sin x x3
2x
cos
x
．
xxf
2
2
所以有，时原，式仅用e分x部ar积cta分n未ex 必 x能解12 决ln(问1 题e2x ) C ．
例 10 x2 sin x ln x dx 拆开后再求
例 11 ln x 1 x2 dx
被积函数是一个表达式时，有时分部积分也奏效．
例 12 ex sin x dx
？：怎样选取 u 和 v
2
2x
倒代换 x1 适用以下各种不定积分： t
x
1 dx, x2 a2
x2
1 dx, x2 a2
x
2 a x4
2
dx,
x
1
dx,
ax2 bxc
a
2 x4
x
2
dx,
x2
1
dx.
ax2 bxc
例
10．求
1 x
1 x dx x
解：令
1 x x
t
，
x
t
1 2 1
，
则
dx
(t
2t 2 1)2
dt
，
1 x
udv uv vdu ．
10 u sin x, v dx exdx 20 u ex , dv sin xdx
例 12 e x sinxdx
u sin x, v dx e xdx
解： e xsinxdxsinxd(e x ) e xsinxe xd(sinx)
从一个积e x分sin式x出发e x，co经sxd过x分部e x积sin分x后c又os回xd到(e了x )
1 x x
dx
2
t
t
2
2
dt 1
2(1
t
1 2 1
)dt
2t 2 t 211dt
2tln t 1 C t 1
2 1 x ln x
1 x 1 x C.
1 x 1 x
例 11.求
1 dx 1e x
解：令 1e x t ，e x t 2 1 ，
xln(t 2 1) ，dx t 22t 1dt ，则
1 1e
(2)
1
In
sinn
dx x
(n N , n 2) ．
（三）倒代换
例 16．求
x
dx 3x2 2x1
解：令
x
x 1,dx t
dx 3x2 2x1
1 t2
dt
1 t
.
1 t2
dt
3 t2
2 t
1
dt 32t t 2
d(t 1) 22 (t 1)2
arcsint 1C.arcsinx1C.
(1) v 要容易求出 ； (2) vdu 要比 udv 容易积出．
udv uvvdu ．
例 8 (1) x cos xdx ； (2) x2 cos xdx ；
关键： 降幂
(3) x2 ln xdx ．
例 9
arctan e x e x dx
例 9
arctan e x e x dx
arctan e xd(e x )
e
x
arctan
ex
e xd(arctan e x )
讨论：
xeex x
ex 2
adrxctan
e
x
x
ex
12d1e(e2 xxd) x，2
xd
ex 2
而
1 1 e2x dx
令t
ex
11
1 t2
dt t
1 t
1
t
t
2
dt
ln | t | 1 ln(1 t 2 ) C x 1 ln(1 e2x ) C
原积分 e，x s但in系x 数[e不x c同os。x 此时ex只d(c要os移x)项] ，像选解取方u程那co样s x ？
求解就e能x s解inx出所e x求co的sx积分e x．si这nx题dx属“转轱辘型”
所以
2
e
x
sin
xdx
e
x
sin
x
e
也可以选择
xucosexx , dCv1
， sin
f(x(
)x
)ddxx
(2
xd (
fx2()xsi)n)xx2
x2fx
c(oxs x)
dx
f ( x)dx
sin
xdx
2
x cos
x x2
sin
x
dx
cos x 2 f (x)dx
cos x 2 f ( x) C cos x- 2sin x C x
例 14 求证递推公式：
(1) In sinn xdx (n N ) ；
x
dx
1 t
t
22t 1dt
2
t
211dt
2 t1
1e x 1
ln C ln
C.
2 t1
1e x 1