8.2 习题课讲解
8.2.1 有理函数的不定积分
例 8.2.1
计算以下不定积分:
-
(1)
-
-
(2)
-
-
(3)
-
-
(4)
-
-
(5)
-
-
(6)
-
-
(7)
-
-
(8)
-
-
(9)
-
-
(10)
-
-
(11)
-
-
(12)
-
-
(13)
-
-
(14)
-
-
(15)
-
解
(1) 线性、观察原函数
(2) 凑微分
(3) 凑微分
(4) 最简因式分解
(5) 凑微分
(6) 线性、换元
(7) 最简分式分解
(8) 凑微分、线性
(9) 设
则
两边取 ,得到 ;取 ,得到 ;取 ,得到 。故
(10) 最简分式:设
则
取 ,得到 ;取 ,得到 ;取 ,得到 或由偶函数知 。故
(11) 设
则
取 得到 ;取 得到 。故
(12) 设
则
取 得到 ;比较 的系数得到 ;取 得到 。故
(13)
(14) 设
则
取 得到 ;取 得到;取 得到,(或由偶函数知 )。求二阶导可得并代入可得
故
(15)
8.2.2 三角函数的不定积分
例 8.2.2
计算以下不定积分:
-
(1)
-
-
(2)
-
-
(3)
-
-
(4)
-
-
(5)
-
-
(6)
-
-
(7)
-
-
(8)
-
-
(9)
-
-
(10)
-
-
(11)
-
-
(12)
-
-
(13)
-
-
(14)
-
-
(15)
-
-
(16)
-
-
(17)
-
-
(18)
-
-
(19)
-
-
(20)
-
-
(21)
-
解
情况一:利用三角函数二倍角公式、积化和差等降次,用三角函数的平方关系化简。
(4)
(6) 设,则
(8) 设,则
情况二:。
(1)
(2)
(2')
(3)
(7)
(12)
(13)
(14)
(14')
(16)
(18)
(16') (18')
情况三:,。
(5)
(9) 令,则
(10) 令,则
(11) 令,则
(15) 令,则
(19) 令,则
(20) 令,则
情况四:万能公式。令,则,。
(17)
(21)
8.2.3 无理式的不定积分
例 8.2.3
计算以下不定积分:
-
(1)
-
-
(2)
-
-
(3)
-
-
(4)
-
-
(5)
-
-
(6)
-
-
(7)
-
-
(8)
-
-
(9)
-
-
(10)
-
-
(11)
-
-
(12)
-
-
(13)
-
-
(14)
-
-
(15)
-
解
(1) 解法一:三角换元。设
则
取 得到 ,取 得到 ,所以
解法二:双曲函数换元,则
故有
其中
解法三:双曲有理换元,则
故有
(2) 令,则
(3) 令,则
(4) 解法一:三角换元,且,则
解法二:双曲换元 ,则
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
(11)
(12)
(13)
(14)
(15)
8.2.4 换元法和分部积分
例 8.2.4
计算以下不定积分:
-
(1)
-
-
(2)
-
-
(3)
-
-
(4)
-
-
(5)
-
-
(6)
-
-
(7)
-
-
(8)
-
-
(9)
-
-
(10)
-
解
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
例 8.2.5
计算以下不定积分:
-
(1)
-
-
(2)
-
-
(3)
-
-
(4)
-
-
(5)
-
-
(6)
-
-
(7)
-
-
(8)
-
-
(9)
-
-
(10)
-
-
(11)
-
-
(12)
-
解
(1)
两边求导得到
比较系数得到
因此
(2)
两边求导得到
比较系数得到
所以
(3)
求导得
比较系数得到
因此
(4)
(5)
(6) 令,则
(7)
求导得
比较系数得到
因此
(8)
(9)
(10)
求导得到
比较系数得到
因此
亦即
(11)
(12)
8.2.5 杂题
例 8.2.6
以下函数是否存在原函数?若存在,求它的不定积分。
-
(1)
-
-
(2)
-
-
(3)
-
解
(1) 存在,设
验证可知。
(2) 不存在,因为导函数不存在第一类间断点。
(3) 存在,设
验证可知。