跳转至

4.不定积分

1.原函数与不定积分

(1)定义

  • \(F(x)'=f(x)或dF(x)=f(x)dx\),则称\(F(x)为f(x)的一个原函数\)

  • 求解原函数的过程称为不定积分:

\[ \int f(x)dx=F(x)+constant \]

(2)性质:

  • 连续函数一定存在原函数

  • 如果\(f(x)\)有一个原函数,则\(f(x)\)有无限个原函数

2.不定积分的计算

(1)基本积分公式

  • \(\int x^kdx=\frac{1}{k+1}x^{k+1}+C,k\neq -1\)

  • \(\int \frac{1}{x}dx=ln|x|+C\)

  • \(\int a^xdx=a^x\frac{1}{ln\ a}+C,a>0\ and\ a\neq1\)

  • \(\int e^xdx=e^x+C\)

  • \(\int sin(x)dx=-cos(x)+C\)

  • \(\int cos(x)dx=sin(x)+C\)

  • \(\int tan(x)dx=-ln|cos(x)|+C\)

  • \(\int cot(x)dx=ln|sin(x)|+C\)

  • \(\int sec(x)dx=ln|sec(x)+tan(x)|+C\)

  • \(\int csc(x)dx=ln|csc(x)-cot(x)|+C\)

  • \(\int sec^2(x)dx=tan(x)+C\)

  • \(\int csc^2(x)dx=-cot(x)+C\)

  • \(\int \frac{1}{\sqrt{1-x^2}}dx=arcsinx+C\)

  • \(\int\frac{1}{\sqrt{a^2-x^2}}dx=arcsin\frac{x}{a}+C\)

  • \(\int\frac{1}{\sqrt{a^2+x^2}}dx=ln(x+\sqrt{a^2+x^2})+C\)

  • \(\int\frac{1}{\sqrt{x^2-a^2}}dx=ln(x+\sqrt{x^2-a^2})+C\)

  • \(\int\frac{1}{a^2+x^2}dx=\frac{1}{a}arctan\frac{x}{a}+C\)

  • \(\int\frac{1}{a^2-x^2}dx=\frac{1}{2a}ln|\frac{a+x}{a-x}|+C\)

  • \(\int\frac{1}{x^2-a^2}dx=\frac{1}{2a}ln|\frac{x-a}{x+a}|+C\)

(2)凑微分

  • \(u'(x)dx=du(x)\)

(3)换元法

  • 三角代换

  • 倒代换

  • 整体复杂代换

(4)分部积分

\[ \int udv=uv-\int vdu \]