不定积分的分部积分法
不定积分的分部积分法
两边同时对 x 求导, 得
f ( x ) 2 xe
x2
x2
,
xf ( x )dx xf ( x ) f ( x )dx
2 x e
2 x2
e
C.
说明５： 被积函数中含有抽象函数的导函数，常 考虑用分部积分；
说明６：利用分部积分法可得求不定积分的递 推公式 例13 求积分 x (ln x )n dx . ( n N * ) 解
( x 2 2 x ) sin x 2 cos x ( x 1) 2 sin x C ( x 2 x 2) sin x 2 cos x ( x 1) C .
2
说明１： 口诀（反、对、幂、三、指）
例5 求不定积分 解
x arctan xdx .
( x 2 1)e x 2( xe x e x ) C . ( x 2 2 x 3)e x C .
例4 求不定积分 解
2 ( x 2 x ) cos xdx .
2 2 ( x 2 x ) cos x d x ( x 2 x )d(sin x )
2 x 1 cos 2 x 1 sin 2 x 1 C .
说明４： 有时应结合换元积分，先换元后再分部；
例 12 已知 f ( x ) 的一个原函数是 e 求 xf ( x )dx .
x2
,
解
xf ( x )dx xdf ( x ) xf ( x ) f ( x )dx , 由已知可得 f ( x )dx e x C ,
x arctan x (1) dx . 2 1 x xe x ( 2) dx . 2 (1 x )
不定积分分部积分法
解： e x sin xdx sin xdex e x sin x e xd sin x
e x sin x e x cos xdx e x sin x cos xdex
e x sin x e x cos x e xd cos x
e x sin x e x cos x e x sin xdx
例4、求 arccos xdx
解：原式 x arccos x xd arccos x
x x
arccos arccos
x x
1 2
x dx
1 x2 (1 x2
)
1 2
d
(1
x2)
x arccos x 1 x2 C
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分部积分公式： udv uv vdu
例5、求 e x sin xdx
第四章 不定积分
分部积分法
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x (t )
1、第二换元公式： f ( x)dx f [ (t )](t )dt t1( x)
注：一般当被积函数含根号又不能用凑微分法求出其
积分时，考虑用第二换元公式去根号, 把无理化为有理. 2、去根号的方法： (1)被积函数含 a2 x2， 令x a sin t.
例1、求 x cos xdx
解：设令u x，v cos x. 则u 1, v sin x
故 x cos xdx x sin x sin xdx x sin x cos x C
若设u
故x
cos x，
cos xdx
v x.
x2 2
cos
则u sin x，v
x
x2 2
(
sin
x
)dx
x2 2
.
利用不定积分的分部积分法求不定积分
利用不定积分的分部积分法求不定积分
不定积分的分部积分法是一种求解不定积分的有效方法，下面就介绍一下这种方法的算法。
不定积分的分部积分法，又叫做预先分割积分或阶段积分，是一种求解不定积分的方法。
该方法是将待积函数分成若干个分解函数块，联合用各个函数块的积分结果再进行相加，来求出原函数的整体积分结果。
1、不定积分的分部积分法能够将不断变化的函数积分为一个有穷差分的定积分。
2、这种方法适用于积分范围较简单，积分函数也比较简单的情况，当积分范
围很宽的时候，不定积分的分部积分法的精度可能会受到影响。
3、此种方法的有点在于，可以用定积分的简便方法来计算比较复杂的不定积分。
三、算法：
1、设定分解函数，将待积函数分割函数为若干个函数块。
2、分别确定每一个分解函数的范围，确定积分区间。
3、求每一个函数块的积分，根据定积分的算法求出每一个函数块的积分结果。
4、将不同函数块的积分值求和，得出总的积分结果。
3.2.4_不定积分的分部积分法
1 sin x 1 dx dx d (cos x ) 证： I n n n 1 n 1 sin x sin x sin x
cos x 1 n1 cos xd ( n1 ) sin x sin x
cos x cos 2 x n1 ( n 1) dx n 2 sin x sin x cos x 1 1 n1 ( n 1) dx ( n 1) dx n 2 n sin x sin x sin x
即
udv uv vdu 。
分部积分法是乘积微分公式的逆运算。
分部积分法常用于被积函数是两种不同类型函数乘积的积分，
如 x n a x dx , x n sin xdx , x n arctan xdx , e x cos xdx 等。
2
3.2.4 不定积分的分部积分法
1 x cos(ln x ) x sin(ln x ) dx x x cos(ln x ) sin(ln x )dx
x cos(ln x ) x sin(ln x ) xd [sin(ln x )] 1 x cos(ln x ) x sin(ln x ) x cos(ln x ) dx x x cos(ln x ) x sin(ln x ) cos(ln x )dx
（5） arcsin xdx
4
3.2.4 不定积分的分部积分法
（1） x sin xdx 。
2
分部积分的步骤：
解： x 2 sin xdx x 2 d (cos x ) ——凑微分，选 u, v ；
[ x 2 cos x cos xd ( x 2 )] ——代分部积分公式；
10-不定积分的分部积分法课件
()d uv x '⎰分部积分公式（Integration by Parts）分部积分公式（Integration by Parts）注例解21sin d 2x x x ⎰例解解uv '分部积分公式（Integration by Parts ）注注cos d (sin )d x x x x x x '=⎰⎰例解反三角，对数，幂函数，三角，指数d duv x uv u v x''=-⎰⎰分部积分公式（Integration by Parts）sin sin d x x x x =-⎰cos d (sin )d x x x x x '=⎰cos x x C ++．sin x =x ⎰例解d(sin )sin sin d x x x x x =-⎰2d x x x ⋅e ⎰2d(e )xx ⎰例解d d u v uv v u=-⎰⎰例解d d u v uv v u=-⎰⎰例解反三角，对数，幂函数，三角，指数d du v uv v u=-⎰⎰例d x x arccos 解21x-21x -21x -d d u v uv v u=-⎰⎰第一类换元法2211x x⋅+例解d d u v uv v u =-⎰⎰d xx x e sin ⎰e sin e cos e sin d x x xx x x x --⎰=例解反三角，对数，幂函数，三角，指数d d u v uv v u=-⎰⎰例解反三角，对数，幂函数，三角，指数d du v uv v u=-⎰⎰3sec tan sec d sec d x x x x x x=-+⎰⎰3sec d x x ⎰例解反三角，对数，幂函数，三角，指数d d u v uv v u =-⎰⎰5sec d x x ⎰sec tan 3sec d 3sec d x x x x x x =-+⎰⎰35323sec sec tan d x x x ⋅例xe x x xx 解分部积分换元法小结反三角，对数，幂函数，三角，指数。
不定积分部分积分法
不定积分部分积分法
不定积分的部分积分法，也叫做“分部积分法”，是求解不定积分中的一种常用方法。
其基本思想是将一个复杂的函数的不定积分转化为两个简单函数之间的关系，从而简化积分运算。
部分积分法的公式表达如下：
∫u(x)v'(x)dx = u(x)v(x) - ∫u'(x)v(x)dx
其中，u(x)和v(x)分别是函数u和v的原函数，u'(x)和v'(x)分别是函数u和v的导数。
具体操作步骤如下：
1.选取u(x)和v'(x)，其中u(x)为被积函数的一部分，并且它的导函数u'(x)容易求得；v'(x)为另一部分，并且它的原函数v(x)容易求得。
2.计算u'(x)和v(x)。
3.应用部分积分公式，将被积函数分解为两个简单函数数乘及求导的形式。
4.求解新的积分，可能需要再次应用部分积分法或其他积分技巧。
5.最终得到原方程的不定积分。
需要注意的是，部分积分法只适用于能找到合适的u(x)和v(x)
的情况，如果无法找到合适的u(x)和v(x)，则无法应用此方法。
此外，部分积分法还可以用于计算定积分，只需在公式两边同时加上积分上下限，即可得到定积分的部分积分公式。
不定积分的分部积分法.
udv uv vdu
凑微口诀：指三幂对反
学法建议：
1、熟记常用的凑微分形式。
2、善于观察，选择适当的积分方法。 3、加强合作精神。 4、验算。
f xdx f x
作业：
课后练习3：（1）---（8）
x = t, 则 x = t 2 ,
d x 2t d t ,
x t t e d x 2 te d t 2 t d( e )
2(tet et d t )
2(tet et ) C
2e x ( x 1) C.
天然气的产量
海上石油钻井平台
• 工程师们发现，一个新开发的天然气井t月 的总产量P（单位： 106 m3）的变化率为
2
三、使用分部积分法应注意
（1）常用于被积函数为两个不同类型函数的 乘积形式，以及特 殊 的单个函数形式。
(如 x sin xdx , e arctan xdx , ln xdx 等)
x
0
x
ln xdx
(2)要正确地选择u与dv。 凑微口诀：指三幂对反
cos x d x. xd v
2 2 x ln xdx ln x x dx
dv
（3）分部积分法可以连续使用．连续使用分部 积分法时，每一次选u的函数一般说必须是同类函 数，否则作两次分部积分后会出现恒等式． （4）求一个不定积分，需要将换元积分法和分 部积分法结合起来使用。
x e 例3求积分 d x.
解： 设
依题意，当 t 0
P 0.
代入上式，得
C 212.25.
不定积分的分部积分法公式
不定积分的分部积分法公式“不定积分的分部积分法公式”是一个复杂的数学概念，它用于计算一类曲线函数的定积分的近似值。
不定积分的分部积分法公式也被称为埃尔米特积分公式，是一种广泛应用的积分技术，为计算复杂曲线函数提供了有效的数值计算方法。
首先，我们需要了解什么是不定积分。
不定积分是一类特殊的函数，它可以用来计算曲线的面积，可以表达为：∫ f (x) dx=F (b)-F (a)其中，F (x)表示与x有关的积分函数，a和b分别表示曲线的两个端点。
不定积分不能精确计算，但可以采用分部积分公式来估计积分值。
埃尔米特积分公式是常用的一种不定积分的分部积分法。
它是由数学家埃尔米特博克曼于1851年发明的，埃尔米特积分公式可以用来计算以下积分：∫a^b f(x)dx (f (x_i)Δx)其中，Δx表示曲线上每个分段的x方向距离，f (x_i)表示每个分段上x坐标位置处的函数值，Σ表示求和符号；a和b分别表示曲线的两个端点。
有了不定积分的分部积分公式，我们就可以简单地计算出复杂曲线的积分值了。
我们可以假设曲线在每一部分上都呈线性变化，也就是说，f (x)的图像可以被拆分成N个等距的直线段，称为分段线，然后再分别求每一段的积分，将它们相加就得到了曲线的积分值了。
也就是说，我们可以利用这样的公式来求解曲线函数：∫a^b f (x) dx (f (x_i)Δx)用上面的公式，我们可以对曲线函数进行拆分，将曲线分段，然后求出每个分段的积分值，最后将所有分段的积分值相加得到整个曲线的积分值，也就是不定积分的结果了。
埃尔米特积分公式是研究和应用积分技术最重要且最常用的方法之一，它可以用来计算复杂曲线函数的定积分。
埃尔米特积分公式是一种有效的、快速的计算手段，在一定程度上可以减少函数积分计算的误差，帮助我们准确地计算函数的积分值。
埃尔米特积分公式在工程计算中也有重要应用，它可以用来计算各种复杂函数的积分，例如建筑工程中混凝土结构的受力计算、软件设计中的面向对象编程等。
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说明２： 单纯的反三角函数、对数函数积分， 可直接运用分部积分；
例6 解
e x sin xdx . 求不定积分
e x sin xdx e x d( cos x ) e x cos x e x cos xdx e x cos x e x d(sinx )
1 x 1 ( 3) ( x 1)e x dx . x
二、小结
１.口诀（反、对、幂、三、指）; ２.单纯的反三角函数、对数函数积分， 可直接运用分部积分； ３.不定积分可通过解方程求得，但要注意 结果+C； ４.有时应结合换元积分，先换元后再分部； ５.被积函数中含有抽象函数的导函数，常 考虑用分部积分； ６.利用分部积分法可得求不定积分的递 推公式。
例2 若
求不定积分
x cos xdx
x cos xdx . 2 x cos xd( ) 2
x2 x2 cos x sin xdx 2 2
显然 , u 和 dv 选择不当，积分更难进行. 解
x cos x dx x d(sin x ) x sin x sin x dx
x2 1 arctan x ( x arctan x ) C . 2 2
例5 解
求不定积分
arcsin xdx.
arcsin x dx x arcsin x x d(arcsin x )
x arcsin x x dx 2 1 x
x arcsin x 1 x 2 C .
x
xe e x dx 1 x xe e x e C C 1 x 1 x
x x
x
1 x 1 ( 3) ( x 1)e x dx . x 1 1 x x 解 原式 ( x 1 )e x dx e x dx x
1 x (1 2 )e x
而
x2 I1 x ln xdx ln x d( ) 2 x2 x2 x2 x ln x d(ln x ) ln x dx 2 2 2 2 x2 x2 ln x C 2 2
所以对任意确定的 n 1 , 由递推公式都可求得 I n .
例10
1 求不定积分 e ( ln x )dx . x
x arctan x (1) dx . 2 1 x x arctan x 解 dx arctan x d( 1 x 2 ) 1 x2
1 x arctan x 1 x d(arctan x )
2 2
1 x arctan x
2
1 x 2 arctan x
注意循环 形式
e x (sin x cos x ) e x sin x dx
ex e x sin x dx (sin x cos x ) C . 2
说明３： 不定积分可通过解方程求得，但要注意 结果+C；
可连续几次利用多次分部，但每次应 塞同一类函数；
例 解
求不定积分
例 解
求不定积分
sin(ln x )dx.
令 ln x u , 则 x e u , dx e udu ,
sin(ln x )dx e u sin u du
例7
求不定积分
sin
2 x 1 dx .
2
解
u 1 令 2x 1 u , 则 x , dx udu , 2
sec x tan x ln sec x tan x sec3 x dx
1 sec x dx (sec x tan x ln sec x tan x ) C 2
3
例 解
求不定积分
sin(ln x )dx.
x sin(ln x ) xd[sin(ln x )]
sin
2 x 1 dx u sin udu ud( cos u)
u cos u cos udu u cos u sin u C
2 x 1 cos 2 x 1 sin 2 x 1 C .
说明４： 有时应结合换元积分，先换元后再分部；
I n x(ln x )n dx (ln x )n d(
x ) 2
2
1 2 1 2 n x (ln x ) x d((ln x )n ) 2 2 1 2 n n x (ln x ) x(ln x )n1 dx 2 2 1 2 n n ( n N * , n 1) x (ln x ) I n1 2 2 1 2 n n 递推公式为 I n x (ln x ) I n1 , ( n N * , n 1), 2 2
x 5、 [cos(ln x ) sin(ln x )] C ； 2 x 1 e arctan x C ； 6、 2 1 x2 x 2e x xe x e x C . 7、 x2 2 sin x C. 三、cos x x
例4 解
求不定积分
(x
2
2 x ) cos xdx .
sin(ln x )dx
x sin(ln x ) cos(ln x )dx x sin(ln x ) x cos(ln x ) xd[cos(ln x )] x[sin(ln x ) cos(ln x )] sin(ln x )dx
x sin(ln x )dx [sin(ln x ) cos(ln x )] C . 2
(ln x ) 3 dx ； 2、 2 x
二、求下列不定积分： 2 2 x dx ； 1、 x cos 2
3、 e ax cos nxdx ； 5、 cos(ln x)dx ；
4、 e 3 x dx ； 6、
xe arctan x (1 x 2 )
3 2
dx .
sin x 三、已知 是 f ( x ) 的原函数，求 xf ' ( x )dx . x 四、设 f ( x )dx F ( x ) C ， f ( x ) 可微，且f ( x ) 的反 1 函数 f ( x ) 存在，则
2 x x
再次使用 分部积分法
( x 2 1)e x 2( xe x e x ) C . ( x 2 2 x 3)e x C .
例4 解
求不定积分
x arctan xdx.
x2 x arctan x dx arctan x d( 2 )
x2 x2 1 arctan x dx 2 2 2 1 x x2 1 1 arctan x (1 ) dx 2 2 2 1 x
f
1
( x )dx xf
1
( x) F f
1
( x ) C .
练习题答案
一、1、 x cos x sin x C ； 2、 x arcsin x 1 x 2 C ； cos xdx ； e 3、ln x , x 2 dx ； 4、 x , 5、arctan x , x 2 dx ； 6、 x , e x dx . x3 1 2 二、1、 x sin x x cos x sin x C ； 6 2 1 2、 [(ln x ) 3 3(ln x ) 2 6 ln x 6] C ； x e ax ( a cos nx n sin nx ) C 3、 2 2 a n 3 3e x ( 3 x 2 2 3 x 2 ) C ； 4、
2
1 1 x dx 2 1 x 1 dx 2 1 x
2
2
1 x arctan x ln( x 1 x ) C .
xe ( 2) dx . 2 (1 x )
x
解
1 xe x (1 x )2 dx xe d(1 x ) x xe 1 d( xe x ) 1 x 1 x
x 1 x
dx e
x 1 x
x
1 x
dx
xd(e xe
x 1 x
1 x
x
1 x
) e
x 1 x
dx
x 1 x
e
dx e
dx
xe
x
C.
练 习 题
一、填空题： 1、 x sin xdx ________________；
2、 arcsin xdx _______________； 4、计算 e
sec 3 x dx .
sec3 x dx sec x sec2 x dx sec x d(tan x ) sec x tan x tan x d(sec x )
sec x tan x tan 2 x sec x dx
sec x tan x (sec3 x sec x ) dx
x2
x2
,
xf ( x )dx xf ( x ) f ( x )dx
2 x e
2 x2
e
C.
说明５： 被积函数中含有抽象函数的导函数，常 考虑用分部积分；
说明６：利用分部积分法可得求不定积分的递 推公式 例9 求积分 x(ln x )n dx . ( n N * ) 解
x
解
1 ex e ( ln x )dx dx e x lnxdx x x
x
ex x dx lnx d(e ) x ex ex dx e x lnx dx x x
e lnx C .
x
练习： 求下列不定积分
x arctan x (1) dx . 2 1 x xe x ( 2) dx . 2 (1 x )