不定积分这部分是为后面的定积分做准备的,整体上的框架可以分为2(定义)+3(计算方式)+3(能积出来的三个函数)
1、不定积分的概念:求某一个函数的不定积分就是求这个函数的原函数,那这里就牵扯到了存在性的问题,什么函数一定有不定积分即原函数?第一,连续的函数一定有原函数,因为连续,所以这个函数的变上限积分函数的导数等于这个函数,因此变上限积分函数就是一个原函数(这里会有一个题型,给我们一个连续的分段函数让我们求这个分段函数的原函数,我们要注意当分段求出原函数后有任意常数C,C等于多少是根据原函数一定连续得出的,因为只有函数在某一点处连续才可能可导,连续是可导的必要条件,这里不用用定义证明可导);第二,有第一类间断点则一定没有原函数,有第二类间断点的函数有可能有原函数。
不定积分公式表:
注意14-28这五个公式,前三个是“凑”出来的,后两个是换元出来的。
2、不定积分的三种计算方式
(1)“凑”
将函数中的某一部分拿到d的后面,也就是根据积分因子利用公式求积分,然后用积分解决问题的方法。将谁拿到后面是有学问的,如果分母是平方的形式或者是根号的形式就有可能把分母拿过去,如果分母求导=分子,那就可以直接将分子拿过去。
(2)换元
目的就是为了去掉根号、去掉e^x、去掉arcsinx等反函数,如果遇到有根号的函数,里面x是二次方我们可以用三角换元(sinx^2+cosx^2=1;1+tanx^2=sec^2;1+cotx^2=csc^x),里面如果是一次方就可以将整个根号换掉。如果遇到e^x或者是arcsinx首先看能否使用分部积分,如果不行那就整体换元。
(3)分部积分
用于两类函数乘除中,一般有多项式和指数函数、多项式和三角函数,这时候将指数函数和三角函数挪到后面;指数函数和三角函数相乘,将指数函数挪到后面;多项式和不好积分的函数相乘,一般将多项式拿到后面。拿到后面的原因是希望对前面的函数求导,使整个积分更好做。
3、三类可积分的函数
(1)有理函数的积分
有理函数首先有假分式有真分式,假分式要用多项式除法化为真分式,真分式可以分为四种,
分母可拆分的/不可拆分的,分子为常数的/分子为未知函数的。若分母可拆,则我们可以直接拆项化简计算(分母为一次,分子为常数,分子是分母的次数-1;分母是(x+1)^2,这可以设为Ax+B,也可以拆为两项,最好是拆成两项,分子都是常数),不管分子是否为常数都要这样做,但是有一种特殊情况,分母为(x^2+a^2)^2时不能拆分为多项了,直接把分母拿到d的后面去即可。若分子不可拆分子为常数,就凑成平方和平方的关系然后用公式解决。若分子不为常数,则观察分子和分母导数的关系然后加减常数并拆分计算。
(2)三角函数的积分
(3)无理函数的积分
这里和前面换元法中的x为1次很像