[ 例 ] f ( x ) 二 阶 可 导 , T = 2 , 奇 函 数 , 且 f ( 1 2 ) > 0 , f ′ ( x ) > 0 , 比 较 f ( − 1 2 ) , f ′ ( 3 2 ) , f ′ ′ ( 0 ) 的 大 小 ∵ 该 函 数 为 奇 函 数 ∴ f ( − x ) = − f ( x ) → f ( − 1 2 ) = − f ( 1 2 ) < 0 ∵ f ( x ) : T = 2 ∴ f ′ ( x ) : T = 2 且 f ′ ( x ) 为 偶 函 数 ∴ f ′ ( 3 2 ) = f ′ ( 3 2 − 2 ) = f ′ ( − 1 2 ) = f ′ ( 1 2 ) > 0 ∴ f ′ ′ ( x ) 为 奇 函 数 即 : f ′ ′ ( 0 ) = 0 得 f ( − 1 2 ) < f ′ ′ ( 0 ) < f ′ ( 3 2 ) \begin{aligned} \color{maroon}[例]&f(x)二阶可导,T=2,奇函数,且f(\frac12)>0,f'(x)>0,比较f(-\frac12),f'(\frac32),f''(0)的大小\\ &\color{black}\because该函数为奇函数\therefore f(-x)=-f(x)\rightarrow f(-\frac12)=-f(\frac12)<0\\ &\because f(x):T=2 \therefore f'(x):T=2且f'(x)为偶函数\\ &\therefore f'(\frac32)=f'(\frac32-2)=f'(-\frac12)=f'(\frac12)>0\\ &\therefore f''(x)为奇函数\quad 即:f''(0)=0\\ &得f(-\frac12)< f''(0)< f'(\frac32)\\ \end{aligned} [例]f(x)二阶可导,T=2,奇函数,且f(21)>0,f′(x)>0,比较f(−21),f′(23),f′′(0)的大小∵该函数为奇函数∴f(−x)=−f(x)→f(−21)=−f(21)<0∵f(x):T=2∴f′(x):T=2且f′(x)为偶函数∴f′(23)=f′(23−2)=f′(−21)=f′(21)>0∴f′′(x)为奇函数即:f′′(0)=0得f(−21)<f′′(0)<f′(23)
1.前提: 定义域关于原点对称
2.基本类型:
1. f ( x ) + f ( − x ) 为 偶 函 数 , 如 e x + e − x 2 ; ( 1 + x ) 2 3 + ( 1 − x ) 2 3 2. f ( x ) − f ( − x ) 为 奇 函 数 , 如 e x − e − x 2 ; ln 1 + x 1 − x 3. f [ ψ ( x ) ] 为 复 合 函 数 奇 [ 偶 ] = 偶 : s i n x 2 偶 [ 奇 ] = 偶 : c o s ( s i n x ) ; ∣ s i n x ∣ 奇 [ 奇 ] = 奇 : s i n 1 x ; t a n x 3 偶 [ 偶 ] = 偶 : c o s ∣ x ∣ ; ∣ c o s x ∣ 非 [ 偶 ] = 偶 : e x 2 ; ln ∣ x ∣ 4. 一 个 特 殊 函 数 : ln ( x + 1 + x 2 ) 为 奇 函 数 5. 求 导 后 奇 偶 性 互 换 6. 以 0 为 下 限 , 求 积 分 后 奇 偶 性 互 换 , 如 f ( x ) 为 奇 函 数 , 则 ∫ 0 x f ( t ) d t 为 偶 函 数 7. ( 题 源 ) f ( x ) 连 续 , ∀ x , y , 使 f ( x + y ) = f ( x ) + f ( y ) → f ( x ) 为 奇 函 数 证 明 : 取 y = 0 , f ( x ) = f ( x ) + f ( 0 ) = f ( 0 ) = 0 ; 取 y = − x , f ( 0 ) = f ( x ) + f ( − x ) → f ( x ) = − f ( − x ) \begin{aligned} 1.&f(x)+f(-x)为偶函数,如\frac{e^x+e^{-x}}{2};\sqrt[3]{(1+x)^2}+\sqrt[3]{(1-x)^2}\\ 2.&f(x)-f(-x)为奇函数,如\frac{e^x-e^{-x}}{2};\ln\frac{1+x}{1-x}\\ 3.&f[\psi(x)]为复合函数\\ &奇[偶]=偶:sinx^2\\ &偶[奇]=偶:cos(sinx);\mid sinx\mid\\ &奇[奇]=奇:sin\frac1x;\sqrt[3]{tanx}\\ &偶[偶]=偶:cos\mid x \mid ;\mid cosx \mid\\ &非[偶]=偶:e^{x^2};\ln\mid x\mid\\ 4.&一个特殊函数:\ln(x+\sqrt{1+x^2})为奇函数\\ 5.&求导后奇偶性互换\\ 6.&以0为下限,求积分后奇偶性互换,如f(x)为奇函数,则\int_0^xf(t)dt为偶函数\\ 7.&(题源)f(x)连续,\forall x,y,使f(x+y)=f(x)+f(y)\rightarrow f(x)为奇函数\\ &证明:取y=0,f(x)=f(x)+f(0)=f(0)=0;取y=-x,f(0)=f(x)+f(-x)\rightarrow f(x)=-f(-x) \end{aligned} 1.2.3.4.5.6.7.f(x)+f(−x)为偶函数,如2ex+e−x;3(1+x)2+3(1−x)2f(x)−f(−x)为奇函数,如2ex−e−x;ln1−x1+xf[ψ(x)]为复合函数奇[偶]=偶:sinx2偶[奇]=偶:cos(sinx);∣sinx∣奇[奇]=奇:sinx1;3tanx偶[偶]=偶:cos∣x∣;∣cosx∣非[偶]=偶:ex2;ln∣x∣一个特殊函数:ln(x+1+x2)为奇函数求导后奇偶性互换以0为下限,求积分后奇偶性互换,如f(x)为奇函数,则∫0xf(t)dt为偶函数(题源)f(x)连续,∀x,y,使f(x+y)=f(x)+f(y)→f(x)为奇函数证明:取y=0,f(x)=f(x)+f(0)=f(0)=0;取y=−x,f(0)=f(x)+f(−x)→f(x)=−f(−x)
[ 例 ] ∫ − 1 1 ln ( x + 1 + x 2 ) e − x 2 d x = 0 , 前 者 是 4 的 奇 函 数 , 后 者 为 偶 函 数 , 得 奇 函 数 ∫ − 1 1 ( ∫ 0 x e − t 2 d t ) x 2 d x = 0 , 前 者 为 奇 函 数 , 后 者 为 偶 函 数 , 得 奇 函 数 以 7 为 前 置 条 件 , ∫ − 1 1 ( x 2 + 1 ) f ( x ) d x = 0 , 前 者 为 偶 函 数 , 后 者 为 奇 函 数 , 得 奇 函 数 \begin{aligned} \ [例]&\int_{-1}^1\ln(x+\sqrt{1+x^2})e^{-x^2}dx=0,前者是4的奇函数,后者为偶函数,得奇函数\\ &\int_{-1}^1(\int_0^xe^{-t^2}dt)x^2dx=0,前者为奇函数,后者为偶函数,得奇函数\\ &以7为前置条件,\int_{-1}^1(x^2+1)f(x)dx=0,前者为偶函数,后者为奇函数,得奇函数 \end{aligned} [例]∫−11ln(x+1+x2)e−x2dx=0,前者是4的奇函数,后者为偶函数,得奇函数∫−11(∫0xe−t2dt)x2dx=0,前者为奇函数,后者为偶函数,得奇函数以7为前置条件,∫−11(x2+1)f(x)dx=0,前者为偶函数,后者为奇函数,得奇函数
3.变体类型(平移):
1. f ( x ) 为 偶 函 数 → 关 于 y 轴 对 称 , 即 f ( 0 + x ) = f ( 0 − x ) ( 平 移 ) 得 f ( x ) 关 于 x = T 对 称 , 即 f ( T + x ) = f ( T − x ) [ 例 ] f ( x ) 为 正 值 且 连 续 , ∫ − ∞ + ∞ f ( x ) d x = 1 , 又 f ( 1 + x ) = f ( 1 − x ) , 且 ∫ 0 2 f ( x ) d x = 0.6 , 则 ∫ − ∞ 0 f ( x ) d x = 0.2 2. f ( x ) 为 奇 函 数 → 关 于 ( 0 , 0 ) 对 称 , ( 平 移 ) → 关 于 ( x 0 , 0 ) 对 称 , 如 x 3 → ( x − 1 ) 3 [ 例 ] ∫ − 1 1 x 3 d x = 0 ; ∫ 0 2 ( x − 1 ) 3 d x = 0 ; ∫ 0 4 ( x − 2 ) d x = 0 \begin{aligned} &1.f(x)为偶函数\rightarrow 关于y轴对称,即f(0+x)=f(0-x) (平移)得f(x)关于x=T对称,即f(T+x)=f(T-x)\\ &[例]f(x)为正值且连续,\int_{-\infty}^{+\infty}f(x)dx=1,又f(1+x)=f(1-x),且\int_0^2f(x)dx=0.6,则\int_{-\infty}^0f(x)dx=0.2\\ &2.f(x)为奇函数\rightarrow关于(0,0)对称,(平移)\rightarrow关于(x_0,0)对称,如x^3\rightarrow (x-1)^3\\ &[例]\int_{-1}^1x^3dx=0;\int_0^2(x-1)^3dx=0;\int_0^4(x-2)dx=0 \end{aligned} 1.f(x)为偶函数→关于y轴对称,即f(0+x)=f(0−x)(平移)得f(x)关于x=T对称,即f(T+x)=f(T−x)[例]f(x)为正值且连续,∫−∞+∞f(x)dx=1,又f(1+x)=f(1−x),且∫02f(x)dx=0.6,则∫−∞0f(x)dx=0.22.f(x)为奇函数→关于(0,0)对称,(平移)→关于(x0,0)对称,如x3→(x−1)3[例]∫−11x3dx=0;∫02(x−1)3dx=0;∫04(x−2)dx=0
4.奇偶性
偶 函 数 ⋅ 偶 函 数 = 偶 函 数 奇 函 数 ⋅ 奇 函 数 = 偶 函 数 奇 函 数 ⋅ 偶 函 数 = 奇 函 数 \begin{aligned} &偶函数\cdot偶函数=偶函数\qquad奇函数\cdot奇函数=偶函数\qquad奇函数\cdot偶函数=奇函数 \end{aligned} 偶函数⋅偶函数=偶函数奇函数⋅奇函数=偶函数奇函数⋅偶函数=奇函数
5.总结
∫ 0 x f ( t ) d t    ⟸    f ( x )    ⟹    f ′ ( x ) 奇 偶 性 互 换 [ 注 ] f ( x ) 奇 → ∫ a x f ( t ) d t = ∫ a 0 f ( t ) d t + ∫ 0 x f ( t ) d t [ 周 期 ] 1. f ( x ) T    ⟹    ∫ 0 T f ( x ) d x = ∫ a a + T f ( x ) d x , ∀ a 2. 若 ∫ 0 T f ( x ) d x = 0 , 则 ∫ a x f ( t ) d t , f ( x ) , f ′ ( x ) 周 期 都 为 T 3. f ( x ) T    ⟹    ∫ 0 n T f ( x ) d x = n ∫ 0 T f ( x ) d x \begin{aligned} &\int_0^x f(t)dt\impliedby f(x)\implies f'(x) 奇偶性互换\\ &\color{grey}{[注]f(x)奇\to\int_a^x f(t)dt=\int_a^0 f(t)dt+\int_0^xf(t)dt}\\ [周期]&1.f(x)T\implies\int_0^Tf(x)dx=\int_a^{a+T}f(x)dx,\forall a\\ &2.若\int_0^Tf(x)dx=0,则\int_a^xf(t)dt,f(x),f'(x)周期都为T\\ &3.f(x)T\implies\int_0^{nT}f(x)dx=n\int_0^Tf(x)dx \end{aligned} [周期]∫0xf(t)dt⟸f(x)⟹f′(x)奇偶性互换[注]f(x)奇→∫axf(t)dt=∫a0f(t)dt+∫0xf(t)dt1.f(x)T⟹∫0Tf(x)dx=∫aa+Tf(x)dx,∀a2.若∫0Tf(x)dx=0,则∫axf(t)dt,f(x),f′(x)周期都为T3.f(x)T⟹∫0nTf(x)dx=n∫0Tf(x)dx
5.例题
[ 例 1 ] 设 f ( x ) 连 续 , F ( x ) = ∫ 0 x f ( t ) d t 证 明 : ( 1 ) F ( x ) 的 奇 偶 性 与 f ( x ) 的 奇 偶 性 互 换 ( 2 ) 若 f ( x ) 为 奇 函 数 , 则 一 切 原 函 数 均 为 偶 函 数 , 若 f ( x ) 为 偶 函 数 , 则 只 有 一 个 原 函 数 为 奇 函 数 ( 1 ) F ( − x ) = ∫ 0 − x f ( t ) d t , 令 t = − u , 则 I = ∫ 0 x f ( − u ) d ( − u ) { 若 f ( x ) 奇 函 数    ⟹    f ( − u ) = − f ( u )    ⟹    F ( − x ) = ∫ 0 x f ( u ) d u = F ( x ) 若 f ( x ) 偶 函 数    ⟹    f ( − u ) = f ( u )    ⟹    F ( − x ) = − ∫ 0 x f ( u ) d u = − F ( x ) ( 2 ) f ( x ) 为 奇 函 数    ⟹    F ( x ) = ∫ 0 x f ( t ) d t 为 偶 函 数 ∫ a x f ( t ) d t = ∫ a 0 f ( t ) d t + ∫ 0 x f ( t ) d t f ( x ) 为 偶 函 数    ⟹    F ( x ) = ∫ 0 x f ( t ) d t 为 奇 函 数 , 则 为 非 奇 函 数 [ 例 2 ] 设 f ( x ) 连 续 , T 为 周 期 , 证 明 ( 1 ) ∫ a a + T f ( x ) d x = ∫ 0 T f ( x ) d x , ∀ a ( 2 ) ∫ 0 x f ( t ) d t 以 T 为 周 期    ⟺    ∫ o T f ( x ) d x = 0 ( 3 ) ∫ f ( x ) d x 以 T 为 周 期    ⟺    ∫ 0 T f ( x ) d x = 0 ( 1 ) ∫ a a + T = ∫ a 0 f ( x ) d x + ∫ o T f ( x ) d x + ∫ T a + T f ( x ) d x 其 中 令 x − T = t , ∫ T a + T f ( x ) d x = ∫ 0 a f ( t + T ) d t = ∫ 0 a f ( t ) d t    ⟹    ∫ a 0 + ∫ 0 a = 0 故 ∫ a a + T f ( x ) d x = ∫ 0 T f ( x ) d x , ∀ a [ 注 ] 若 f ( x ) 以 T 为 周 期 , 则 其 在 一 个 周 期 上 的 积 分 值 与 起 点 无 关 ( 2 ) F ( x ) = ∫ 0 x f ( t ) d t , F ( x + T ) − F ( x ) = ∫ 0 x + T − ∫ 0 x = ∫ x x + T f ( t ) d t 故 F ( x ) 以 T 为 周 期    ⟺    ∫ 0 T f ( t ) d t = 0 故 ( 2 ) ( 3 )    ⟹    若 f ( x ) 以 T 为 周 期 且 ∫ 0 T f ( x ) d x = 0 { ∫ 0 x f ( t ) d t 以 T 为 周 期 ∫ a x f ( t ) d t 以 T 为 周 期 [ 例 3 ] 若 f ( x ) 连 续 , 则 以 下 函 数 ∫ 0 x t [ f ( t ) + f ( − t ) ] d t 为 偶 函 数 ∫ 0 x t [ f ( t ) − f ( − t ) ] d t 为 奇 函 数 ∫ 0 x f ( t 2 ) d t 为 奇 函 数 ∫ 0 x f 2 ( t ) d t 为 非 负 函 数 [ 例 4 ] 设 f ( x ) 以 T 为 周 期 , 可 导 , 则 ∫ a x f ( t ) f ′ ( t ) d t 是 否 以 T 为 周 期 ? ∫ 0 T f ( t ) f ′ ( t ) d t = ∫ 0 T f ( t ) d f ( t ) d t d t = 1 2 f 2 ( t ) ∣ 0 T = 1 2 [ f 2 ( T ) − f 2 ( 0 ) ] = 0 \begin{aligned} \ [例1]&\color{maroon}设f(x)连续,F(x)=\int_0^xf(t)dt证明:(1)F(x)的奇偶性与f(x)的奇偶性互换\\ &\color{maroon}(2)若f(x)为奇函数,则一切原函数均为偶函数,若f(x)为偶函数,则只有一个原函数为奇函数\\ (1)&F(-x)=\int_0^{-x}f(t)dt,令t=-u,则I=\int_0^xf(-u)d(-u)\\ &\begin{cases}若f(x)奇函数\implies f(-u)=-f(u)\implies F(-x)=\int_0^xf(u)du=F(x)\\若f(x)偶函数\implies f(-u)=f(u)\implies F(-x)=-\int_0^xf(u)du=-F(x)\end{cases}\\ (2)&f(x)为奇函数\implies F(x)=\int_0^xf(t)dt为偶函数\\ &\int_a^xf(t)dt=\int_a^0f(t)dt+\int_0^xf(t)dt\\ &f(x)为偶函数\implies F(x)=\int_0^xf(t)dt为奇函数,则为非奇函数\\ [例2]&\color{maroon}设f(x)连续,T为周期,证明(1)\int_a^{a+T}f(x)dx=\int_0^Tf(x)dx,\forall a\\ &\color{maroon}(2)\int_0^xf(t)dt以T为周期\iff\int_o^Tf(x)dx=0(3)\int f(x)dx以T为周期\iff\int_0^Tf(x)dx=0\\ (1)&\int_a^{a+T}=\int_a^0f(x)dx+\int_o^Tf(x)dx+\int_T^{a+T}f(x)dx\\ &其中令x-T=t,\int_T^{a+T}f(x)dx=\int_0^af(t+T)dt=\int_0^af(t)dt\implies\int_a^0+\int_0^a=0\\ &故\int_a^{a+T}f(x)dx=\int_0^Tf(x)dx,\forall a\\ [注]&若f(x)以T为周期,则其在一个周期上的积分值与起点无关\\ (2)&F(x)=\int_0^xf(t)dt,F(x+T)-F(x)=\int_0^{x+T}-\int_0^x=\int_x^{x+T}f(t)dt\\ &故F(x)以T为周期\iff\int_0^Tf(t)dt=0\\ &故(2)(3)\implies 若f(x)以T为周期且\int_0^Tf(x)dx=0\\ &\begin{cases}\int_0^xf(t)dt以T为周期\\\int_a^xf(t)dt以T为周期\end{cases}\\ [例3]&\color{maroon}若f(x)连续,则以下函数\\ &\int_0^xt[f(t)+f(-t)]dt为偶函数\\ &\int_0^xt[f(t)-f(-t)]dt为奇函数\\ &\int_0^xf(t^2)dt为奇函数\\ &\int_0^xf^2(t)dt为非负函数\\ [例4]&\color{maroon}设f(x)以T为周期,可导,则\int_a^xf(t)f'(t)dt是否以T为周期?\\ &\int_0^Tf(t)f'(t)dt=\int_0^Tf(t)\frac{df(t)}{dt}dt=\frac12f^2(t)|_0^T=\frac12[f^2(T)-f^2(0)]=0\\ \end{aligned} [例1](1)(2)[例2](1)[注](2)[例3][例4]设f(x)连续,F(x)=∫0xf(t)dt证明:(1)F(x)的奇偶性与f(x)的奇偶性互换(2)若f(x)为奇函数,则一切原函数均为偶函数,若f(x)为偶函数,则只有一个原函数为奇函数F(−x)=∫0−xf(t)dt,令t=−u,则I=∫0xf(−u)d(−u){ 若f(x)奇函数⟹f(−u)=−f(u)⟹F(−x)=∫0xf(u)du=F(x)若f(x)偶函数⟹f(−u)=f(u)⟹F(−x)=−∫0xf(u)du=−F(x)f(x)为奇函数⟹F(x)=∫0xf(t)dt为偶函数∫axf(t)dt=∫a0f(t)dt+∫0xf(t)dtf(x)为偶函数⟹F(x)=∫0xf(t)dt为奇函数,则为非奇函数设f(x)连续,T为周期,证明(1)∫aa+Tf(x)dx=∫0Tf(x)dx,∀a(2)∫0xf(t)dt以T为周期⟺∫oTf(x)dx=0(3)∫f(x)dx以T为周期⟺∫0Tf(x)dx=0∫aa+T=∫a0f(x)dx+∫oTf(x)dx+∫Ta+Tf(x)dx其中令x−T=t,∫Ta+Tf(x)dx=∫0af(t+T)dt=∫0af(t)dt⟹∫a0+∫0a=0故∫aa+Tf(x)dx=∫0Tf(x)dx,∀a若f(x)以T为周期,则其在一个周期上的积分值与起点无关F(x)=∫0xf(t)dt,F(x+T)−F(x)=∫0x+T−∫0x=∫xx+Tf(t)dt故F(x)以T为周期⟺∫0Tf(t)dt=0故(2)(3)⟹若f(x)以T为周期且∫0Tf(x)dx=0{ ∫0xf(t)dt以T为周期∫axf(t)dt以T为周期若f(x)连续,则以下函数∫0xt[f(t)+f(−t)]dt为偶函数∫0xt[f(t)−f(−t)]dt为奇函数∫0xf(t2)dt为奇函数∫0xf2(t)dt为非负函数设f(x)以T为周期,可导,则∫axf(t)f′(t)dt是否以T为周期?∫0Tf(t)f′(t)dt=∫0Tf(t)dtdf(t)dt=21f2(t)∣0T=21[f2(T)−f2(0)]=0
方 法 : { 1. 看 出 正 负 2. 偶 倍 奇 零 3. 作 差 换 元 [ 例 1 ] 设 M = ∫ − π 2 π 2 sin x 1 + x 2 cos 6 x d x , N = ∫ − π 2 π 2 ( sin 3 x + cos 6 x ) d x , P = ∫ − π 2 π 2 ( x 2 sin 3 x − cos 6 x ) d x , 试 比 较 M , N , P 的 大 小 M = 0 , N = 2 ∫ 0 π 2 cos 6 x d x > 0 , P = − 2 ∫ 0 π 2 cos 6 x d x < 0 故 N > M > P [ 例 2 ] 设 F ( x ) = ∫ x x + 2 π e sin t sin t d t , 则 F ( x ) = ‾ F ′ ( x ) = e sin ( x + 2 π ) sin ( x + 2 π ) − e sin x sin x = 0    ⟹    F ( x ) = c = F ( 0 ) = ∫ 0 2 π e sin t sin t d t > 0 故 F ( x ) 为 正 常 数 [ 例 3 ] 设 I k = ∫ 0 k π e x 2 sin x d x ( k = 1 , 2 , 3 ) , 则 有 : ( ) A . I 1 < I 2 < I 3 B . I 3 < I 2 < I 1 C . I 2 < I 3 < I 1 D . I 2 < I 1 < I 3 I 1 = ∫ 0 π e x 2 sin x d x , I 2 = ∫ 0 2 π e x 2 sin x d x , I 3 = ∫ 0 3 π e x 2 sin x d x 画 图 知 该 函 数 随 着 横 坐 标 x 的 增 大 , 其 因 式 e x 2 也 会 增 大 , 故 其 凹 或 凸 的 区 间 会 增 大 I 1 > 0 , I 2 < 0 , I 3 > I 1 > 0 [ 例 4 ] 设 常 数 a > 0 , 积 分 I 1 = ∫ 0 π 2 cos x 1 + x α d x , I 2 = ∫ 0 π 2 sin x 1 + x α d x , 则 ( ) I 1 − I 2 = ∫ 0 π 2 1 1 + x α ( cos x − sin x ) d x = ∫ 0 π 4 1 1 + x α ( cos x − sin x ) d x + ∫ π 4 π 2 1 1 + x α ( cos x − sin x ) d x > 0 ( 前 者 大 , 后 者 小 ) A . I 1 > I 2 B . I 1 < I 2 C . I 1 = I 2 D . 大 小 与 α 有 关 [ 例 5 ] 证 明 ∫ 0 1 x ⋅ sin π 2 x 1 + x d x > ∫ 0 1 x ⋅ cos π 2 x 1 + x d x I 左 − I 右 = ∫ 0 1 x 1 + x ( sin π 2 x − cos π 2 x ) d x = ∫ 0 1 2 x 1 + x ( sin π 2 x − cos π 2 x ) d x + ∫ 1 2 1 x 1 + x ( sin π 2 x − cos π 2 x ) d x > 0 \begin{aligned} &方法:\begin{cases}1.看出正负\\2.偶倍奇零\\3.作差换元\end{cases}\\ [例1]&\color{maroon}设M=\int_{-\frac{\pi}2}^{\frac{\pi}2}\frac{\sin x}{1+x^2}\cos^6xdx,N=\int_{-\frac{\pi}2}^{\frac{\pi}2}(\sin^3x+\cos^6x)dx,P=\int_{-\frac{\pi}2}^{\frac{\pi}2}(x^2\sin^3x-\cos^6x)dx,\\ &\color{maroon}试比较M,N,P的大小\\ &M=0,N=2\int_0^{\frac{\pi}2}\cos^6xdx>0,P=-2\int_0^{\frac{\pi}2}\cos^6xdx<0\\ &故N>M>P\\ [例2]&\color{maroon}设F(x)=\int_x^{x+2\pi}e^{\sin t}\sin tdt,则F(x)=\underline{\qquad}\\ &F'(x)=e^{\sin(x+2\pi)}\sin(x+2\pi)-e^{\sin x}\sin x=0\\ &\implies F(x)=c=F(0)=\int_0^{2\pi}e^{\sin t}\sin tdt>0\\ &故F(x)为正常数\\ [例3]&\color{maroon}设I_k=\int_0^{k\pi}e^{x^2}\sin xdx(k=1,2,3),则有:(\quad)\\ &\color{maroon}A.I_1<I_2<I_3\quad B.I_3<I_2<I_1\quad C.I_2<I_3<I_1\quad D.I_2<I_1<I_3\\ &I_1=\int_0^\pi e^{x^2}\sin xdx,I_2=\int_0^{2\pi}e^{x^2}\sin xdx,I_3=\int_0^{3\pi}e^{x^2}\sin xdx\\ &画图知该函数随着横坐标x的增大,其因式e^{x^2}也会增大,故其凹或凸的区间会增大\\ &I_1>0,I_2<0,I_3>I_1>0\\ [例4]&\color{maroon}设常数a>0,积分I_1=\int_0^{\frac\pi2}\frac{\cos x}{1+x^\alpha}dx,I_2=\int_0^{\frac\pi2}\frac{\sin x}{1+x^\alpha}dx,则(\quad)\\ &I_1-I_2=\int_0^{\frac\pi2}\frac1{1+x^\alpha}(\cos x-\sin x)dx\\ &=\int_0^{\frac\pi4}\frac1{1+x^\alpha}(\cos x-\sin x)dx+\int_\frac\pi4^\frac\pi2\frac1{1+x^\alpha}(\cos x-\sin x)dx>0(前者大,后者小)\\ &\color{maroon}A.I_1>I_2\quad B.I_1<I_2\quad C.I_1=I_2\quad D.大小与\alpha有关\\ [例5]&\color{maroon}证明\int_0^1\frac{x\cdot \sin\frac\pi2x}{1+x}dx>\int_0^1\frac{x\cdot \cos\frac\pi2x}{1+x}dx\\ &I_左-I_右=\int_0^1\frac{x}{1+x}(\sin\frac\pi2x-\cos\frac\pi2x)dx\\ &=\int_0^{\frac12}\frac{x}{1+x}(\sin\frac\pi2x-\cos\frac\pi2x)dx+\int_\frac12^1\frac x{1+x}(\sin\frac\pi2x-\cos\frac\pi2x)dx>0\\ \end{aligned} [例1][例2][例3][例4][例5]方法:⎩⎪⎨⎪⎧1.看出正负2.偶倍奇零3.作差换元设M=∫−2π2π1+x2sinxcos6xdx,N=∫−2π2π(sin3x+cos6x)dx,P=∫−2π2π(x2sin3x−cos6x)dx,试比较M,N,P的大小M=0,N=2∫02πcos6xdx>0,P=−2∫02πcos6xdx<0故N>M>P设F(x)=∫xx+2πesintsintdt,则F(x)=F′(x)=esin(x+2π)sin(x+2π)−esinxsinx=0⟹F(x)=c=F(0)=∫02πesintsintdt>0故F(x)为正常数设Ik=∫0kπex2sinxdx(k=1,2,3),则有:()A.I1<I2<I3B.I3<I2<I1C.I2<I3<I1D.I2<I1<I3I1=∫0πex2sinxdx,I2=∫02πex2sinxdx,I3=∫03πex2sinxdx画图知该函数随着横坐标x的增大,其因式ex2也会增大,故其凹或凸的区间会增大I1>0,I2<0,I3>I1>0设常数a>0,积分I1=∫02π1+xαcosxdx,I2=∫02π1+xαsinxdx,则()I1−I2=∫02π1+xα1(cosx−sinx)dx=∫04π1+xα1(cosx−sinx)dx+∫4π2π1+xα1(cosx−sinx)dx>0(前者大,后者小)A.I1>I2B.I1<I2C.I1=I2D.大小与α有关证明∫011+xx⋅sin2πxdx>∫011+xx⋅cos2πxdxI左−I右=∫011+xx(sin2πx−cos2πx)dx=∫0211+xx(sin2πx−cos2πx)dx+∫2111+xx(sin2πx−cos2πx)dx>0
很早人们就发现了一个矩形的面积是底*高,而一个边为曲线的图形呢?
黎曼(1826-1866)发现,将这种图形任意分割成n份,就可以粗略的看到一个个小矩形。
随着分割地越来越多,矩形也就变的越来越细。
一个矩形的面积是可以求得的,那么当这些矩形无限细的时候就可以通过求他们的面积和来得到曲边图形的面积,由于是黎曼最早提出的,定积分也叫做黎曼积分。
1. [ a , b ] n 等 分 , 每 段 长 度 为 b − a n 2. 取 右 端 点 的 高 → f ( a + b − a n i ) ∴ lim n → ∞ ∑ i = 1 n f ( a + b − a n i ) b − a n = ∫ a b f ( x ) d x [ 小 结 ] 1. lim x → ∞ ∑ i = 1 n = lim x → ∞ ∑ i = 0 n − 1 ( 区 别 是 前 者 取 右 端 点 , 后 者 取 左 端 点 ) 2. lim x → ∞ ∑ i = 1 n f ( a + b − a n i ) b − a n = ∫ a b f ( x ) d x 3. lim x → ∞ ∑ i = 1 n f ( 0 + 1 − 0 n i ) 1 − 0 n = ∫ 0 1 f ( x ) d x 4. lim x → ∞ ∑ i = 1 n f ( 0 + x − 0 n i ) x − 0 n = ∫ 0 x f ( t ) d t 详 细 题 目 上 一 致 数 列 极 限 部 分 \begin{aligned} &1.[a,b]n等分,每段长度为\frac{b-a}{n}\\ &2.取右端点的高\rightarrow f(a+\frac{b-a}{n}i)\\ &\color{teal}\therefore \lim_{n\to\infty}\sum_{i=1}^nf(a+\frac{b-a}{n}i)\frac{b-a}{n}=\int_a^bf(x)dx\\ \color{red}{[小结]}&1.\lim_{x\to\infty}\sum_{i=1}^n=\lim_{x\to\infty}\sum_{i=0}^{n-1}(区别是前者取右端点,后者取左端点)\\ &2.\lim_{x\to\infty}\sum_{i=1}^nf(a+\frac{b-a}{n}i)\frac{b-a}{n}=\int_a^bf(x)dx\\ &3.\lim_{x\to\infty}\sum_{i=1}^nf(0+\frac{1-0}{n}i)\frac{1-0}{n}=\int_0^1f(x)dx\\ &4.\lim_{x\to\infty}\sum_{i=1}^nf(0+\frac{x-0}{n}i)\frac{x-0}{n}=\int_0^xf(t)dt\\ &详细题目上一致数列极限部分 \end{aligned} [小结]1.[a,b]n等分,每段长度为nb−a2.取右端点的高→f(a+nb−ai)∴n→∞limi=1∑nf(a+nb−ai)nb−a=∫abf(x)dx1.x→∞limi=1∑n=x→∞limi=0∑n−1(区别是前者取右端点,后者取左端点)2.x→∞limi=1∑nf(a+nb−ai)nb−a=∫abf(x)dx3.x→∞limi=1∑nf(0+n1−0i)n1−0=∫01f(x)dx4.x→∞limi=1∑nf(0+nx−0i)nx−0=∫0xf(t)dt详细题目上一致数列极限部分
∫ 1 + ∞ 1 X P d x { 收 敛 , P > 1 发 散 , P ≤ 1 ∫ 0 1 1 X P d x { 收 敛 , 0 < P < 1 发 散 , P > 1 [ 注 ] 判 敛 时 , 每 个 积 分 中 含 且 仅 含 一 个 奇 点 [ 例 1 ] a , b > 0 , ∫ 0 + ∞ 1 x a ( 2020 + x ) b d x 收 敛 , 则 ‾ 拆 ∫ 0 1 1 x a ( 2020 + x ) b d x + ∫ 1 + ∞ 1 x a ( 2020 + x ) b d x 1. x → 0 +    ⟹    a < 1 2. x → + ∞    ⟹    2020 + x → + ∞    ⟹    ∫ 1 + ∞ 1 x a + b d x    ⟹    a + b > 1 [ 例 2 ] a > b > 0 , ∫ 0 + ∞ 1 x a + x b d x 收 敛 , 则 ‾ ∫ 0 + ∞ 1 x a + x b d x = ∫ 0 1 1 x a + x b d x + ∫ 1 + ∞ 1 x a + x b d x 1. x → 0 + , x a + x b ∼ x b    ⟹    ∫ 0 1 1 x b d x    ⟹    b < 1 2. x → + ∞ , x a + x b ∼ x a    ⟹    ∫ 1 + ∞ 1 x a d x    ⟹    a > 1 \begin{aligned} &\int_1^{+\infty}\frac1{X^P}dx\begin{cases}收敛,P>1\\发散,P\leq1\end{cases}\\ &\int_0^1\frac1{X^P}dx\begin{cases}收敛,0<P<1\\发散,P>1\end{cases}\\ [注]&判敛时,每个积分中含且仅含一个奇点\\ [例1]&\color{maroon}a,b>0,\int_0^{+\infty}\frac1{x^a(2020+x)^b}dx收敛,则\underline{\quad}\\ &拆\int_0^1\frac1{x^a(2020+x)^b}dx+\int_1^{+\infty}\frac1{x^a(2020+x)^b}dx\\ &1.x\to0^+\implies a<1\\ &2.x\to+\infty\implies 2020+x\to+\infty\implies\int_1^{+\infty}\frac1{x^{a+b}}dx\implies a+b>1\\ [例2]&\color{maroon}a>b>0,\int_0^{+\infty}\frac1{x^a+x^b}dx收敛,则\underline{\quad}\\ &\int_0^{+\infty}\frac1{x^a+x^b}dx=\int_0^1\frac1{x^a+x^b}dx+\int_1^{+\infty}\frac1{x^a+x^b}dx\\ &1.x\to0^+,x^a+x^b\sim x^b\implies\int_0^1\frac1{x^b}dx\implies b<1\\ &2.x\to+\infty,x^a+x^b\sim x^a\implies \int_1^{+\infty}\frac1{x^a}dx\implies a>1\\ \end{aligned} [注][例1][例2]∫1+∞XP1dx{ 收敛,P>1发散,P≤1∫01XP1dx{ 收敛,0<P<1发散,P>1判敛时,每个积分中含且仅含一个奇点a,b>0,∫0+∞xa(2020+x)b1dx收敛,则拆∫01xa(2020+x)b1dx+∫1+∞xa(2020+x)b1dx1.x→0+⟹a<12.x→+∞⟹2020+x→+∞⟹∫1+∞xa+b1dx⟹a+b>1a>b>0,∫0+∞xa+xb1dx收敛,则∫0+∞xa+xb1dx=∫01xa+xb1dx+∫1+∞xa+xb1dx1.x→0+,xa+xb∼xb⟹∫01xb1dx⟹b<12.x→+∞,xa+xb∼xa⟹∫1+∞xa1dx⟹a>1
∫ x k d x = 1 k + 1 x k + 1 + C , k ̸ = − 1 ∫ 1 x 2 d x = − 1 x + C ∫ 1 x d x = 2 x + C ∫ 1 x d x = ln ∣ x ∣ + C ∫ e x d x = e x + C ∫ a x d x = 1 ln a a x + C ( a > 0 & a ̸ = 1 ) ∫ sin x d x = − cos x + C ∫ cos x d x = sin x + C ∫ tan x d x = − ln ∣ cos x ∣ + C ∫ cot x d x = ln ∣ sin x ∣ + C ∫ d x cos x = ∫ sec x d x = ln ∣ sec x + tan x ∣ + C ∫ d x sin x = ∫ csc x d x = ln ∣ csc x − cot x ∣ + C ∫ sec 2 x d x = tan x + C ∫ csc 2 x d x = − cot x + C ∫ sec x tan x d x = sec x + C ∫ csc 2 x d x = − cot x + C ∫ 1 1 + x 2 d x = arctan x + C ∫ 1 a 2 + x 2 d x = 1 a arctan x a + C ∫ 1 1 − x 2 d x = arcsin x + C ∫ 1 a 2 − x 2 d x = arcsin x a + C ∫ 1 x 2 + a 2 d x = ln ( x + x 2 + a 2 ) + C ∫ 1 x 2 − a 2 d x = ln ( x + x 2 − a 2 ) + C ∫ 1 x 2 − a 2 d x = 1 2 a ln ∣ x − a x + a ∣ + C ∫ 1 a 2 − x 2 d x = 1 2 a ln ∣ x + a x − a ∣ + C ∫ a 2 − x 2 d x = a 2 2 arcsin x a + x 2 a 2 − x 2 + C \begin{aligned} &\int x^kdx=\frac1{k+1}x^{k+1}+C,k\not=-1\qquad\int\frac1{x^2}dx=-\frac1x+C\qquad\int\frac1{\sqrt{x}}dx=2\sqrt x+C\\ &\int\frac1xdx=\ln|x|+C\qquad\int e^xdx=e^x+C\qquad\int a^xdx=\frac1{\ln a}a^x+C(a>0 \& a\not=1)\\ &\int \sin xdx=-\cos x+C\qquad\int \cos xdx=\sin x+C\qquad\int \tan xdx=-\ln|\cos x|+C\\ &\int \cot xdx=\ln|\sin x|+C\qquad\int\frac{dx}{\cos x}=\int \sec xdx=\ln|\sec x+\tan x|+C\\ &\int\frac{dx}{\sin x}=\int \csc xdx=\ln|\csc x-\cot x|+C\qquad\int \sec^2xdx=\tan x+C\\ &\int \csc^2xdx=-\cot x+C\qquad\int \sec x\tan xdx=\sec x+C\qquad\int \csc^2xdx=-\cot x+C\\ &\int\frac1{1+x^2}dx=\arctan x+C\qquad\int\frac1{a^2+x^2}dx=\frac1a\arctan\frac xa+C\\ &\int\frac1{1-x^2}dx=\arcsin x+C\qquad\int\frac1{\sqrt{a^2-x^2}}dx=\arcsin\frac xa+C\\ &\ \int\frac1{\sqrt{x^2+a^2}}dx=\ln(x+\sqrt{x^2+a^2})+C\qquad\int\frac1{\sqrt{x^2-a^2}}dx=\ln(x+\sqrt{x^2-a^2})+C\\ &\int\frac1{x^2-a^2}dx=\frac1{2a}\ln|\frac{x-a}{x+a}|+C\qquad\int\frac1{a^2-x^2}dx=\frac1{2a}\ln|\frac{x+a}{x-a}|+C\\ &\int\sqrt{a^2-x^2}dx=\frac{a^2}2\arcsin\frac xa+\frac x2\sqrt{a^2-x^2}+C \end{aligned} ∫xkdx=k+11xk+1+C,k̸=−1∫x21dx=−x1+C∫x1dx=2x+C∫x1dx=ln∣x∣+C∫exdx=ex+C∫axdx=lna1ax+C(a>0&a̸=1)∫sinxdx=−cosx+C∫cosxdx=sinx+C∫tanxdx=−ln∣cosx∣+C∫cotxdx=ln∣sinx∣+C∫cosxdx=∫secxdx=ln∣secx+tanx∣+C∫sinxdx=∫cscxdx=ln∣cscx−cotx∣+C∫sec2xdx=tanx+C∫csc2xdx=−cotx+C∫secxtanxdx=secx+C∫csc2xdx=−cotx+C∫1+x21dx=arctanx+C∫a2+x21dx=a1arctanax+C∫1−x21dx=arcsinx+C∫a2−x21dx=arcsinax+C ∫x2+a21dx=ln(x+x2+a2)+C∫x2−a21dx=ln(x+x2−a2)+C∫x2−a21dx=2a1ln∣x+ax−a∣+C∫a2−x21dx=2a1ln∣x−ax+a∣+C∫a2−x2dx=2a2arcsinax+2xa2−x2+C
于 两 边 加 d ( 取 微 分 ) , 即 d ( ∫ x k d x ) = d ( 1 k + 1 x k + 1 + C ) 1. d x = 1 a d ( a x + b ) , a ̸ = 0 2. x k d x = 1 k + 1 d ( x k + 1 ) , k ̸ = 1 且 ̸ = 0 x d x = 1 2 d x 2 1 x 2 d x = d ( − 1 x ) 1 x d x = 2 d x x d x = 2 3 d x 3 2 3. 1 x d x = d ln x , x > 0 4. e x d x = d e x a x d x = 1 ln a d a x 5. sin x d x = d ( − cos x ) cos x d x = d ( sin x ) 6. 1 cos 2 x d x = sec 2 x d x = d ( tan x ) d x sin 2 x = csc 2 x d x = d ( − cot x ) 7. 1 1 + x 2 d x = d ( arctan x ) 8. 1 1 − x 2 d x = d ( arcsin x ) \begin{aligned} &于两边加d(取微分),即d(\int x^kdx)=d(\frac1{k+1}x^{k+1}+C)\\ 1.&dx=\frac1ad(ax+b),a\not=0\\ 2.&x^kdx=\frac1{k+1}d(x^{k+1}),k\not=1且\not=0\quad xdx=\frac12dx^2\quad \frac1{x^2}dx=d(-\frac1x)\quad\frac1{\sqrt x}dx=2d\sqrt x\quad\sqrt xdx=\frac23dx^{\frac32}\\ 3.&\frac1xdx=d\ln x,x>0\\ 4.&e^xdx=de^x\qquad a^xdx=\frac1{\ln a}da^x\\ 5.&\sin xdx=d(-\cos x)\qquad \cos xdx=d(\sin x)\\ 6.&\frac1{\cos^2x}dx=\sec^2xdx=d(\tan x)\qquad\frac{dx}{\sin^2x}=\csc^2xdx=d(-\cot x)\\ 7.&\frac{1}{1+x^2}dx=d(\arctan x)\\ 8.&\frac1{\sqrt{1-x^2}}dx=d(\arcsin x) \end{aligned} 1.2.3.4.5.6.7.8.于两边加d(取微分),即d(∫xkdx)=d(k+11xk+1+C)dx=a1d(ax+b),a̸=0xkdx=k+11d(xk+1),k̸=1且̸=0xdx=21dx2x21dx=d(−x1)x1dx=2dxxdx=32dx23x1dx=dlnx,x>0exdx=dexaxdx=lna1daxsinxdx=d(−cosx)cosxdx=d(sinx)cos2x1dx=sec2xdx=d(tanx)sin2xdx=csc2xdx=d(−cotx)1+x21dx=d(arctanx)1−x21dx=d(arcsinx)
[ 例 1 ] ∫ ( 1 + x − 1 x ) e x + 1 x d x = ∫ e x + 1 x d x + ∫ x ( 1 − 1 x 2 ) e x + 1 x d x = ∫ e x + 1 x d x + ∫ x ⋅ e x + 1 x d ( x + 1 x ) = ∫ e x + 1 x d x + ∫ x ⋅ d e x + 1 x = x ⋅ e x + 1 x + C \begin{aligned} &[例1]\int(1+x-\frac1x)e^{x+\frac1x}dx=\int e^{x+\frac1x}dx+\int x(1-\frac1{x^2})e^{x+\frac1x}dx=\int e^{x+\frac1x}dx+\int x\cdot e^{x+\frac1x}d(x+\frac1x)\\ &=\int e^{x+\frac1x}dx+\int x\cdot de^{x+\frac1x}=x\cdot e^{x+\frac1x}+C \end{aligned} [例1]∫(1+x−x1)ex+x1dx=∫ex+x1dx+∫x(1−x21)ex+x1dx=∫ex+x1dx+∫x⋅ex+x1d(x+x1)=∫ex+x1dx+∫x⋅dex+x1=x⋅ex+x1+C
[ 使 用 场 合 ] 不 同 函 数 类 型 乘 积 [ 公 式 ] ∫ u d v = u v − ∫ v d u [ 原 则 ] 谁 易 求 导 谁 做 u , 谁 易 积 分 谁 做 v , u 反 对 幂 指 三 v [ 证 明 ] ( u v ) ′ = u ′ v + u v ′    ⟹    ∫ ( u v ) ′ = ∫ u ′ v + ∫ u v ′    ⟹    ∫ d ( u v ) d x = ∫ d u d x v + ∫ d v d x u    ⟹    ∫ d ( u v ) = ∫ v d u + ∫ u ⋅ d v [ 表 格 法 ] 多 次 分 部 积 分 时 , 可 用 表 格 法 x 2 → 2 x → 2 → 0 e x → e x → e x → e x ∫ x 2 e x d x = ∫ x 2 d e x = x 2 e x − ∫ e x ⋅ 2 x d x = x 2 e x − 2 ∫ x d e x = x 2 e x − 2 x e x + 2 ∫ e x d x = x 2 + e x − 2 x e x + 2 e x + C x 2 2 x 2 0 e x + e x − e x + e x ∫ x 2 e x d x = x 2 e x − 2 x e x + 2 e x + C [ 证 明 ] ∫ u v ′ ′ ′ d x = ∫ u d v ′ ′ = u v ′ ′ − ∫ v ′ ′ u ′ d x ∫ u ′ v ′ ′ d x = ∫ u ′ d v ′ = u ′ v ′ − ∫ v ′ u ′ ′ d x ∫ u ′ ′ v ′ d x = ∫ u ′ ′ d v = u ′ ′ v − ∫ v u ′ ′ ′ d x    ⟹    ∫ u v ′ ′ ′ d x = u v ′ ′ − u ′ v ′ + u ′ ′ v − ∫ v u ′ ′ ′ d x u u ′ u ′ ′ u ′ ′ ′ v ′ ′ ′ + v ′ ′ − v ′ + v \begin{aligned} [使用场合]&不同函数类型乘积\\ [公式]&\color{red}{\int udv=uv-\int vdu}\\ [原则]&谁易求导谁做u,谁易积分谁做v,\qquad u\underleftrightarrow{反\ 对\ 幂\ 指\ 三}v\qquad\qquad\quad\\ [证明]&(uv)'=u'v+uv'\implies\int(uv)'=\int u'v+\int uv'\implies\quad\quad\\ &\int\frac{d(uv)}{dx}=\int\frac{du}{dx}v+\int\frac{dv}{dx}u\implies\int d(uv)=\int vdu+\int u\cdot dv\\ [表格法]&\color{blue}多次分部积分时,可用表格法\\ &x^2\to2x\to2\to0\quad e^x\to e^x\to e^x\to e^x\\ &\int x^2e^xdx=\int x^2de^x=x^2e^x-\int e^x\cdot2xdx=x^2e^x-2\int xde^x\\ &=x^2e^x-2xe^x+2\int e^xdx=x^2+e^x-2xe^x+2e^x+C\\ & \begin{array}{c|c|c|c} x^2 & 2x & 2 & 0 \\ \hline e^x & +e^x & -e^x & +e^x \\ \end{array}\\ &\int x^2e^xdx=x^2e^x-2xe^x+2e^x+C\\ [证明]&\int uv'''dx=\int udv''=uv''-\int v''u'dx\\ &\int u'v''dx=\int u'dv'=u'v'-\int v'u''dx\\ &\int u''v'dx=\int u''dv=u''v-\int vu'''dx\\ &\implies \int uv'''dx=uv''-u'v'+u''v-\int vu'''dx\\ & \begin{array}{c|c|c|c} u & u' & u'' & u''' \\ \hline v''' & +v'' & -v' & +v \\ \end{array} \end{aligned} [使用场合][公式][原则][证明][表格法][证明]不同函数类型乘积∫udv=uv−∫vdu谁易求导谁做u,谁易积分谁做v,u 反 对 幂 指 三v(uv)′=u′v+uv′⟹∫(uv)′=∫u′v+∫uv′⟹∫dxd(uv)=∫dxduv+∫dxdvu⟹∫d(uv)=∫vdu+∫u⋅dv多次分部积分时,可用表格法x2→2x→2→0ex→ex→ex→ex∫x2exdx=∫x2dex=x2ex−∫ex⋅2xdx=x2ex−2∫xdex=x2ex−2xex+2∫exdx=x2+ex−2xex+2ex+Cx2ex2x+ex2−ex0+ex∫x2exdx=x2ex−2xex+2ex+C∫uv′′′dx=∫udv′′=uv′′−∫v′′u′dx∫u′v′′dx=∫u′dv′=u′v′−∫v′u′′dx∫u′′v′dx=∫u′′dv=u′′v−∫vu′′′dx⟹∫uv′′′dx=uv′′−u′v′+u′′v−∫vu′′′dxuv′′′u′+v′′u′′−v′u′′′+v
[ 例 1 ] ∫ x ln ( x + 1 + x 2 ) ( 1 + x 2 ) 2 d x = 1 2 ∫ ln ( x + 1 + x 2 ) d ( x 2 + 1 ) ( x 2 + 1 ) 2 = 1 2 ∫ ln ( x + 1 1 + x 2 ) d ( − 1 x 2 + 1 ) = − 1 2 [ l n ( x + 1 + x 2 ) x 2 + 1 − ∫ 1 x 2 + 1 ⋅ 1 1 + x 2 d x ] = − 1 2 ⋅ ln ( x + 1 + x 2 ) x 2 + 1 + 1 2 ∫ 1 ( 1 + x 2 ) 3 2 d x [ 例 2 ] ∫ 0 + ∞ x e − 3 x ( 1 + e − 3 x ) 2 d x = ∫ 0 + ∞ x e 3 x ( 1 + e 3 x ) 2 d x = 1 3 ∫ 0 + ∞ x ⋅ d ( e 3 x + 1 ) ( 1 + e 3 x ) 2 = − 1 3 ∫ 0 + ∞ x d 1 1 + e 3 x = − 1 3 x 1 + e 3 x + 1 3 ∫ 0 + ∞ 1 1 + e 3 x d x = − 1 3 x 1 + e 3 x + 1 3 ∫ 0 + ∞ e 3 x e 3 x ( 1 + e 3 x ) d x = − 1 3 x 1 + e 3 x + 1 9 ∫ 0 + ∞ d e 3 x e 3 x ( 1 + e 3 x ) = − 1 3 x 1 + e 3 x ∣ 0 + ∞ + 1 9 ln e 3 x 1 + e 3 x ∣ 0 + ∞ = ( 0 − 0 ) + 1 9 ( 0 − ln 1 2 ) = 1 9 ln 2 [ 例 3 ] 设 ln x x 是 f ( x ) 的 一 个 原 函 数 , 则 ∫ 1 e x f ′ ( x ) d x = ( ln x x ) ′ = f ( x ) = 1 − ln x x 2 已 知 f ( x ) 的 表 达 式 ∫ x f ′ ( x ) d x = ∫ x d f ( x ) = x f ( x ) − ∫ f ( x ) d x ( 降 阶 题 ) ∴ f ( x ) = ( ln x x ) ′ = 1 − ln x x 2    ⟹    ∫ 1 e x f ′ ( x ) d x = ∫ 1 e x d f ( x ) = x f ( x ) ∣ 1 e − ∫ 1 e f ( x ) d x = 1 − ln x x ∣ 1 e − ln x x ∣ 1 e = ( 0 − 1 ) − ( 1 e − 0 ) = − 1 − 1 e [ 例 4 ] 设 f ( x ) = ∫ 0 x e − t 2 + 2 t d t , 求 ∫ 0 1 ( x − 1 ) 2 f ( x ) d x f ′ ( x ) = e − x 2 + 2 x ∫ ( x − 1 ) 2 f ( x ) d x = 1 3 ∫ f ( x ) d ( x − 1 ) 3 = 1 3 [ ( x − 1 ) 3 f ( x ) − ∫ ( x − 1 ) 3 f ′ ( x ) d x ] ( 升 阶 题 ) I = 1 3 ∫ 0 1 f ( x ) d ( x − 1 ) 3 = 1 3 f ( x ) ⋅ ( x − 1 ) 3 ∣ 0 1 − 1 3 ∫ 0 1 ( x − 1 ) 3 f ′ ( x ) d x = 1 3 ( 0 − 0 ) − 1 3 ∫ 0 1 ( x − 1 ) 3 e − x 2 + 2 x d x = − 1 3 ∫ 0 1 ( x − 1 ) 2 e − ( x − 1 ) 2 e d ( x − 1 ) 2 令 ( x − 1 ) 2 = t , I = − e 6 ∫ 1 0 t e − t d t = e 6 ∫ 0 1 t e − t d t = e 6 ( − t e − t − e − t ) ∣ 0 1 = 1 6 ( e − 2 ) [ 总 结 ] { 1. 反 对 幂 指 三 2. 表 格 法 3. 升 阶 、 降 阶 题 \begin{aligned} \ [例1]&\color{maroon}\int\frac{x\ln(x+\sqrt{1+x^2})}{(1+x^2)^2}dx\\ &=\frac12\int\ln(x+\sqrt{1+x^2})\frac{d(x^2+1)}{(x^2+1)^2}\\ &=\frac12\int\ln(x+1\sqrt{1+x^2})d(-\frac1{x^2+1})\\ &=-\frac12[\frac{ln(x+\sqrt{1+x^2})}{x^2+1}-\int\frac1{x^2+1}\cdot\frac1{\sqrt{1+x^2}}dx]\\ &=-\frac12\cdot\frac{\ln(x+\sqrt{1+x^2})}{x^2+1}+\frac12\int\frac1{(1+x^2)^{\frac32}}dx\\ [例2]&\color{maroon}\int_0^{+\infty}\frac{xe^{-3x}}{(1+e^{-3x})^2}dx\\ &=\int_0^{+\infty}\frac{xe^{3x}}{(1+e^{3x})^2}dx\\ &=\frac13\int_0^{+\infty}x\cdot\frac{d(e^{3x}+1)}{(1+e^{3x})^2}\\ &=-\frac13\int_0^{+\infty}xd\frac1{1+e^{3x}}\\ &=-\frac13\frac{x}{1+e^{3x}}+\frac13\int_0^{+\infty}\frac1{1+e^{3x}}dx\\ &=-\frac13\frac{x}{1+e^{3x}}+\frac13\int_0^{+\infty}\frac{e^{3x}}{e^{3x}(1+e^{3x})}dx\\ &=-\frac13\frac{x}{1+e^{3x}}+\frac19\int_0^{+\infty}\frac{de^{3x}}{e^{3x}(1+e^{3x})}\\ &=-\frac13\frac{x}{1+e^{3x}}|_0^{+\infty}+\frac19\ln\frac{e^{3x}}{1+e^{3x}}|_0^{+\infty}\\ &=(0-0)+\frac19(0-\ln\frac12)=\frac19\ln2\\ [例3]&\color{maroon}设\frac{\ln x}x是f(x)的一个原函数,则\int_1^exf'(x)dx=\\ &(\frac{\ln x}x)'=f(x)=\frac{1-\ln x}{x^2}\\ &已知f(x)的表达式\int xf'(x)dx=\int xdf(x)=xf(x)-\int f(x)dx(降阶题)\\ &\therefore f(x)=(\frac{\ln x}x)'=\frac{1-\ln x}{x^2}\implies \int_1^{e}xf'(x)dx=\int_1^exdf(x)\\ &=xf(x)|_1^e-\int_1^ef(x)dx=\frac{1-\ln x}x|_1^e-\frac{\ln x}x|_1^e\\ &=(0-1)-(\frac1e-0)=-1-\frac1e\\ [例4]&\color{maroon}设f(x)=\int_0^xe^{-t^2+2t}dt,求\int_0^1(x-1)^2f(x)dx\\ &f'(x)=e^{-x^2+2x}\\ &\int(x-1)^2f(x)dx=\frac13\int f(x)d(x-1)^3=\frac13[(x-1)^3f(x)-\int(x-1)^3f'(x)dx](升阶题)\\ &I=\frac13\int_0^1f(x)d(x-1)^3=\frac13f(x)\cdot(x-1)^3|_0^1-\frac13\int_0^1(x-1)^3f'(x)dx\\ &=\frac13(0-0)-\frac13\int_0^1(x-1)^3e^{-x^2+2x}dx\\ &=-\frac13\int_0^1(x-1)^2e^{-(x-1)^2}ed(x-1)^2\\ &令(x-1)^2=t,I=-\frac e6\int_1^0te^{-t}dt\\ &=\frac e6\int_0^1te^{-t}dt=\frac e6(-te^{-t}-e^{-t})|_0^1=\frac16(e-2)\\ [总结]&\color{blue}\begin{cases}1.反对幂指三\\2.表格法\\3.升阶、降阶题\end{cases} \end{aligned} [例1][例2][例3][例4][总结]∫(1+x2)2xln(x+1+x2)dx=21∫ln(x+1+x2)(x2+1)2d(x2+1)=21∫ln(x+11+x2)d(−x2+11)=−21[x2+1ln(x+1+x2)−∫x2+11⋅1+x21dx]=−21⋅x2+1ln(x+1+x2)+21∫(1+x2)231dx∫0+∞(1+e−3x)2xe−3xdx=∫0+∞(1+e3x)2xe3xdx=31∫0+∞x⋅(1+e3x)2d(e3x+1)=−31∫0+∞xd1+e3x1=−311+e3xx+31∫0+∞1+e3x1dx=−311+e3xx+31∫0+∞e3x(1+e3x)e3xdx=−311+e3xx+91∫0+∞e3x(1+e3x)de3x=−311+e3xx∣0+∞+91ln1+e3xe3x∣0+∞=(0−0)+91(0−ln21)=91ln2设xlnx是f(x)的一个原函数,则∫1exf′(x)dx=(xlnx)′=f(x)=x21−lnx已知f(x)的表达式∫xf′(x)dx=∫xdf(x)=xf(x)−∫f(x)dx(降阶题)∴f(x)=(xlnx)′=x21−lnx⟹∫1exf′(x)dx=∫1exdf(x)=xf(x)∣1e−∫1ef(x)dx=x1−lnx∣1e−xlnx∣1e=(0−1)−(e1−0)=−1−e1设f(x)=∫0xe−t2+2tdt,求∫01(x−1)2f(x)dxf′(x)=e−x2+2x∫(x−1)2f(x)dx=31∫f(x)d(x−1)3=31[(x−1)3f(x)−∫(x−1)3f′(x)dx](升阶题)I=31∫01f(x)d(x−1)3=31f(x)⋅(x−1)3∣01−31∫01(x−1)3f′(x)dx=31(0−0)−31∫01(x−1)3e−x2+2xdx=−31∫01(x−1)2e−(x−1)2ed(x−1)2令(x−1)2=t,I=−6e∫10te−tdt=6e∫01te−tdt=6e(−te−t−e−t)∣01=61(e−2)⎩⎪⎨⎪⎧1.反对幂指三2.表格法3.升阶、降阶题
1. a 2 − x 2    ⟹    x = a sin t 2. a 2 + x 2    ⟹    x = a tan t 3. x 2 − a 2    ⟹    x = a sec t 4. a x 2 + b x + c    ⟹    { k 2 − ψ 2 ( x ) k 2 + ψ 2 ( x ) ψ 2 ( x ) − k 2 5. a x + b n = t a x + b c x + d = t a e b x + e = t } ∗ = t ( 根 式 代 换 ) a x + b n 1 , a x + b n 2 , 令 a x + b n = t , n 为 以 上 的 公 倍 数 6. 倒 代 换 1 x n , n ≥ 2    ⟹    1 x = t 7. a x , e x , arcsin x , arctan x , ln x = t [ 注 ] ∫ P n ( x ) ⋅ a x d x , 优 先 分 部 积 分 法 \begin{aligned} &1.\sqrt{a^2-x^2}\implies x=a\sin t\quad2.\sqrt{a^2+x^2}\implies x=a\tan t\quad3.\sqrt{x^2-a^2}\implies x=a\sec t\\ &4.\sqrt{ax^2+bx+c}\implies\begin{cases}\sqrt{k^2-\psi^2(x)}\\\sqrt{k^2+\psi^2(x)}\\\sqrt{\psi^2(x)-k^2}\end{cases}\\ &5.\left.\begin{array}{l}\sqrt[n]{ax+b}=t\\\sqrt{\frac{ax+b}{cx+d}}=t\\\sqrt{ae^{bx}+e}=t \end{array}\right\}\sqrt{*}=t(根式代换)\sqrt[n_1]{ax+b},\sqrt[n_2]{ax+b},令\sqrt[n]{ax+b}=t,n为以上的公倍数\\ &6.倒代换\frac1{x^n},n\geq2\implies\frac1x=t\quad7.a^x,e^x,\arcsin x,\arctan x,\ln x=t\\ [注]&\int P_n(x)\cdot a^xdx,优先分部积分法\\ \end{aligned} [注]1.a2−x2⟹x=asint2.a2+x2⟹x=atant3.x2−a2⟹x=asect4.ax2+bx+c⟹⎩⎪⎨⎪⎧k2−ψ2(x)k2+ψ2(x)ψ2(x)−k25.nax+b=tcx+dax+b=taebx+e=t⎭⎪⎬⎪⎫∗=t(根式代换)n1ax+b,n2ax+b,令nax+b=t,n为以上的公倍数6.倒代换xn1,n≥2⟹x1=t7.ax,ex,arcsinx,arctanx,lnx=t∫Pn(x)⋅axdx,优先分部积分法
[ 例 1 ] ∫ 0 1 arcsin x 3 d x 令 arcsin x 3 = t    ⟹    sin ( arcsin x 3 ) = sin t    ⟹    x = sin 3 t    ⟹    I = ∫ 0 π 2 t d sin 3 t = t sin 3 t ∣ 0 π 2 − ∫ 0 π 2 sin 3 t d t = π 2 − ∫ 0 π 2 sin 3 t d t = π 2 − 2 3 [ 注 ] 华 里 士 公 式 , 点 火 公 式 ∫ 0 π 2 sin n x d x = ∫ 0 π 2 cos n x d x = { n − 1 n ⋅ n − 3 n − 2 ⋯ 1 2 π 2 , n 为 正 偶 数 n − 1 n ⋯ 2 3 , n 为 大 于 1 的 奇 数 [ 例 2 ] 求 y = x ⋅ 4 x − x 2 在 [ 0 , 4 ] 上 的 图 形 绕 y 轴 的 体 积 V y = ∫ 0 4 2 π x 2 4 x − x 2 d x = 2 π ∫ 0 4 x 2 ( 4 − x ) x d x 令 x = 4 sin 2 t , I = 2 π ∫ 0 π 2 16 sin 4 t ⋅ 4 sin t ⋅ cos t ⋅ 4 ( 2 sin t cos t ) d t = 2 10 π ∫ 0 π 2 sin 6 t ( 1 − sin 2 t ) d t = 2 10 π [ ( 5 6 ⋅ 3 4 ⋅ 1 2 ⋅ π 2 ) − ( 7 8 ⋅ 5 6 ⋅ 3 4 ⋅ 1 2 ⋅ π 2 ) ] = 20 π 2 [ 注 ] 区 间 再 现 公 式 令 x = a + b − t , 则 ∫ a b f ( x ) d x = ∫ b a f ( a + b − t ) ( − d t ) = ∫ a b f ( a + b − t ) d t 故 ∫ a b f ( x ) d x = ∫ a b f ( a + b − x ) d x [ 例 3 ] ∫ − π 4 π 4 2 x − 1 2 x + 1 cos 4 2 x d x I = 1 2 ∫ − π 4 π 4 2 x 2 x + 1 cos 4 2 x d x , 令 x = − t , 得 : 1 2 ∫ − π 4 π 4 1 2 t + 1 cos 4 2 t d t    ⟹    2 I = 1 2 ∫ − π 4 π 4 2 x + 1 2 x + 1 cos 4 2 x d x , 令 2 x = u , 得 1 2 ∫ − π 2 π 4 cos 4 u d u 2 = 1 2 ∫ 0 π 2 cos 4 u d u I = 1 4 ∫ 0 π 2 cos 4 u d u = 1 4 3 4 1 2 π 2 = 3 64 π [ 例 4 ] ∫ 0 2 [ ( x − 1 ) 3 + 2 x ] 1 − cos 2 π x d x 令 x − 1 = t , 得 ∫ − 1 1 ( t 3 + 2 t + 2 ) 1 − cos 2 π t d t = 4 ∫ 0 1 1 − cos 2 π t d t = 4 2 ∫ 0 1 sin π t d t = 4 2 ( − 1 π cos π t ) ∣ 0 1 = 4 2 ( 1 π + 1 π ) = 8 2 π \begin{aligned} \ [例1]&\color{maroon}\int_0^1\arcsin\sqrt[3]{x}dx\\ &令\arcsin\sqrt[3]{x}=t\implies\sin(\arcsin\sqrt[3]{x})=\sin t\\ &\implies x=\sin^3t\implies I=\int_0^{\frac\pi2}td\sin^3t=t\sin^3t|_0^{\frac\pi2}-\int_0^{\frac\pi2}\sin^3tdt\\ &=\frac{\pi}2-\int_0^{\frac{\pi}2}\sin^3tdt=\frac\pi2-\frac23\\ [注]&\color{red}华里士公式,点火公式\\ &\int_0^{\frac{\pi}2}\sin^nxdx=\int_0^{\frac{\pi}2}\cos^nxdx=\begin{cases}\frac{n-1}n\cdot\frac{n-3}{n-2}\cdots\frac12\frac{\pi}2,n为正偶数\\\frac{n-1}n\cdots\frac23,n为大于1的奇数\end{cases}\\ [例2]&\color{maroon}求y=x\cdot\sqrt{4x-x^2}在[0,4]上的图形绕y轴的体积\\ &V_y=\int_0^42\pi x^2\sqrt{4x-x^2}dx=2\pi\int_0^4x^2\sqrt{(4-x)x}dx\\ &令x=4\sin^2t,I=2\pi\int_0^\frac\pi2 16\sin^4t\cdot4\sin t\cdot \cos t\cdot4(2\sin t\cos t)dt\\ &=2^{10}\pi\int_0^\frac\pi2 \sin^6t(1-\sin^2t)dt=2^{10}\pi[(\frac56\cdot\frac34\cdot\frac12\cdot\frac\pi2)-(\frac78\cdot\frac56\cdot\frac34\cdot\frac12\cdot\frac\pi2)]=20\pi^2\\ [注]&\color{red}区间再现公式\\ &令x=a+b-t,则\int_a^bf(x)dx=\int_b^af(a+b-t)(-dt)=\int_a^bf(a+b-t)dt\\ &故\int_a^bf(x)dx=\int_a^bf(a+b-x)dx\\ [例3]&\color{maroon}\int_{-\frac{\pi}4}^{\frac\pi4}\frac{2^{x-1}}{2^x+1}\cos^42xdx\\ &I=\frac12\int_{-\frac{\pi}4}^{\frac\pi4}\frac{2^x}{2^x+1}\cos^42xdx,令x=-t,得:\\ &\frac12\int_{-\frac{\pi}4}^{\frac\pi4}\frac1{2^t+1}\cos^42tdt\implies2I=\frac12\int_{-\frac{\pi}4}^{\frac\pi4}\frac{2^x+1}{2^x+1}\cos^42xdx,令2x=u,得\\ &\frac12\int_{-\frac{\pi}2}^{\frac\pi4}\cos^4u\frac{du}{2}=\frac12\int_0^{\frac\pi2}\cos^4udu\\ &I=\frac14\int_0^{\frac\pi2}\cos^4udu=\frac14\frac34\frac12\frac\pi2=\frac3{64}\pi\\ [例4]&\color{maroon}\int_0^2[(x-1)^3+2x]\sqrt{1-\cos2\pi x}dx\\ &令x-1=t,得\int_{-1}^1(t^3+2t+2)\sqrt{1-\cos2\pi t}dt=4\int_0^1\sqrt{1-\cos2\pi t}dt\\ &=4\sqrt2\int_0^1\sin\pi tdt=4\sqrt2(-\frac1{\pi}\cos\pi t)|_0^1=4\sqrt2(\frac1\pi+\frac1\pi)=\frac{8\sqrt2}{\pi}\\ \end{aligned} [例1][注][例2][注][例3][例4]∫01arcsin3xdx令arcsin3x=t⟹sin(arcsin3x)=sint⟹x=sin3t⟹I=∫02πtdsin3t=tsin3t∣02π−∫02πsin3tdt=2π−∫02πsin3tdt=2π−32华里士公式,点火公式∫02πsinnxdx=∫02πcosnxdx={ nn−1⋅n−2n−3⋯212π,n为正偶数nn−1⋯32,n为大于1的奇数求y=x⋅4x−x2在[0,4]上的图形绕y轴的体积Vy=∫042πx24x−x2dx=2π∫04x2(4−x)xdx令x=4sin2t,I=2π∫02π16sin4t⋅4sint⋅cost⋅4(2sintcost)dt=210π∫02πsin6t(1−sin2t)dt=210π[(65⋅43⋅21⋅2π)−(87⋅65⋅43⋅21⋅2π)]=20π2区间再现公式令x=a+b−t,则∫abf(x)dx=∫baf(a+b−t)(−dt)=∫abf(a+b−t)dt故∫abf(x)dx=∫abf(a+b−x)dx∫−4π4π2x+12x−1cos42xdxI=21∫−4π4π2x+12xcos42xdx,令x=−t,得:21∫−4π4π2t+11cos42tdt⟹2I=21∫−4π4π2x+12x+1cos42xdx,令2x=u,得21∫−2π4πcos4u2du=21∫02πcos4uduI=41∫02πcos4udu=4143212π=643π∫02[(x−1)3+2x]1−cos2πxdx令x−1=t,得∫−11(t3+2t+2)1−cos2πtdt=4∫011−cos2πtdt=42∫01sinπtdt=42(−π1cosπt)∣01=42(π1+π1)=π82
1. 有 理 函 数 : ∫ P n ( x ) Q m ( x ) d x ( n < m ) 2. 对 Q m ( x ) 进 行 因 式 分 解 P n ( x ) ( a x + b ) k = A 1 a x + b + A 2 ( a x + b ) 2 + ⋯ + A k ( a x + b ) k P n ( x ) ( p x 2 + q x + r ) k = A 1 x + B 1 p x 2 + q x + r + A 2 x + B 2 ( p x 2 + q x + r ) 2 + ⋯ + A k x + B k ( p x 2 + q x + r ) k \begin{aligned} 1.&有理函数:\int\frac{P_n(x)}{Q_m(x)}dx(n< m)\\ 2.&对Q_m(x)进行因式分解\\ &\frac{P_n(x)}{(ax+b)^k}=\frac{A_1}{ax+b}+\frac{A_2}{(ax+b)^2}+\cdots+\frac{A_k}{(ax+b)^k}\\ &\frac{P_n(x)}{(px^2+qx+r)^k}=\frac{A_1x+B_1}{px^2+qx+r}+\frac{A_2x+B_2}{(px^2+qx+r)^2}+\cdots+\frac{A_kx+B_k}{(px^2+qx+r)^k} \end{aligned} 1.2.有理函数:∫Qm(x)Pn(x)dx(n<m)对Qm(x)进行因式分解(ax+b)kPn(x)=ax+bA1+(ax+b)2A2+⋯+(ax+b)kAk(px2+qx+r)kPn(x)=px2+qx+rA1x+B1+(px2+qx+r)2A2x+B2+⋯+(px2+qx+r)kAkx+Bk
[ 例 1 ] 求 ∫ 4 x 2 − 6 x − 1 ( x + 1 ) ( 2 x − 1 ) 2 d x 4 x 2 − 6 x − 1 ( x + 1 ) ( 2 x − 1 ) 2 = A x + 1 + B ( 2 x − 1 ) 1 + C ( 2 x − 1 ) 2    ⟹    4 x 2 − 6 x − 1 ≡ A ( 2 x − 1 ) 2 + B ( 2 x − 1 ) ( x + 1 ) + C ( x + 1 ) 令 x = − 1    ⟹    4 + 6 − 1 = 9 A    ⟹    A = 1 令 x = 1 2    ⟹    1 − 3 − 1 = C ⋅ 3 2    ⟹    C = − 2 令 x = 0    ⟹    − 1 = 1 − B − 2    ⟹    B = 0 I = ∫ 1 x + 1 d x − 2 ∫ 1 ( 2 x − 1 ) 2 d x = ln ∣ x + 1 ∣ + 1 2 x − 1 + C [ 例 2 ] ∫ 1 + ∞ d x x 2 ( x + 1 ) 1 x 2 ( x + 1 ) = A x + 1 + B x + C x 2    ⟹    1 ≡ A x 2 + ( B x + C ) ( x + 1 ) { 令 x = 0 1 = c 令 x = − 1 1 = A x 2 前 系 数 0 = A + B    ⟹    B = − 1    ⟹    ∫ 1 + ∞ 1 x 2 ( x + 1 ) d x = ∫ 1 + ∞ ( 1 x + 1 + 1 − x x 2 ) d x = ∫ 1 + ∞ ( 1 x + 1 + 1 x 2 − 1 x ) d x = ∫ 1 + ∞ ( 1 x + 1 − 1 x ) d x + ∫ 1 + ∞ 1 x 2 d x = ln x + 1 x ∣ 1 + ∞ + ( − 1 x ∣ 1 + ∞ ) = 1 − ln 2 \begin{aligned} \ [例1]&\color{maroon}{求\int\frac{4x^2-6x-1}{(x+1)(2x-1)^2}dx}\\ &\frac{4x^2-6x-1}{(x+1)(2x-1)^2}=\frac{A}{x+1}+\frac B{(2x-1)^1}+\frac C{(2x-1)^2}\\ &\implies 4x^2-6x-1\equiv A(2x-1)^2+B(2x-1)(x+1)+C(x+1)\\ &令x=-1\implies4+6-1=9A\implies A=1\\ &令x=\frac12\implies1-3-1=C\cdot\frac32\implies C=-2\\ &令x=0\implies-1=1-B-2\implies B=0\\ &I=\int\frac1{x+1}dx-2\int\frac1{(2x-1)^2}dx=\ln|x+1|+\frac1{2x-1}+C\\ [例2]&\color{maroon}\int_1^{+\infty}\frac{dx}{x^2(x+1)}\\ &\frac1{x^2(x+1)}=\frac{A}{x+1}+\frac{Bx+C}{x^2}\implies 1\equiv Ax^2+(Bx+C)(x+1)\\ &\begin{cases}令x=0\ 1=c\\令x=-1\ 1=A\\x^2前系数\ 0=A+B\implies B=-1\end{cases}\\ &\implies\int_1^{+\infty}\frac1{x^2(x+1)}dx=\int_1^{+\infty}(\frac1{x+1}+\frac{1-x}{x^2})dx=\int_1^{+\infty}(\frac1{x+1}+\frac1{x^2}-\frac1x)dx\\ &=\int_1^{+\infty}(\frac1{x+1}-\frac1x)dx+\int_1^{+\infty}\frac1{x^2}dx=\ln\frac{x+1}x|_1^{+\infty}+(-\frac1x|_1^{+\infty})=1-\ln2\\ \end{aligned} [例1][例2]求∫(x+1)(2x−1)24x2−6x−1dx(x+1)(2x−1)24x2−6x−1=x+1A+(2x−1)1B+(2x−1)2C⟹4x2−6x−1≡A(2x−1)2+B(2x−1)(x+1)+C(x+1)令x=−1⟹4+6−1=9A⟹A=1令x=21⟹1−3−1=C⋅23⟹C=−2令x=0⟹−1=1−B−2⟹B=0I=∫x+11dx−2∫(2x−1)21dx=ln∣x+1∣+2x−11+C∫1+∞x2(x+1)dxx2(x+1)1=x+1A+x2Bx+C⟹1≡Ax2+(Bx+C)(x+1)⎩⎪⎨⎪⎧令x=0 1=c令x=−1 1=Ax2前系数 0=A+B⟹B=−1⟹∫1+∞x2(x+1)1dx=∫1+∞(x+11+x21−x)dx=∫1+∞(x+11+x21−x1)dx=∫1+∞(x+11−x1)dx+∫1+∞x21dx=lnxx+1∣1+∞+(−x1∣1+∞)=1−ln2
[ 例 1 ] f ( x ) 连 续 且 > 0 , 则 方 程 ∫ a x f ( t ) d t + ∫ b x 1 f ( t ) d t = 0 , 在 ( a , b ) 内 有 ‾ 个 根 令 F ( x ) = ∫ a x f ( t ) d t + ∫ b x 1 f ( t ) d t 则 F ′ ( x ) = f ( x ) + 1 f ( x ) > 0    ⟹    F ( x ) 单 调 递 增 F ( a ) = ∫ b a 1 f ( t ) d t = − ∫ a b 1 f ( t ) d t < 0 , F ( b ) = ∫ a b f ( t ) d t > 0 即 有 一 个 根 [ 例 2 ] 设 f ( x ) 为 连 续 函 数 , 且 F ( x ) = ∫ 1 x ln x f ( t ) d t , 则 F ( x ) = F ′ ( x ) = f ( ln x ) ⋅ 1 x − f ( 1 x ) ( − 1 x 2 ) [ 例 3 ] lim x → 0 ∫ 0 x sin 2 t 4 + t 2 ∫ 0 x ( t + 1 − 1 ) d t d t I = lim x → 0 ∫ 0 x sin 2 t 4 + t 2 d t ∫ 0 x ( t + 1 − 1 ) d t = lim x → 0 sin 2 x 4 + x 2 x + 1 − 1 = 1 2 lim x → 0 sin 2 x 1 + x − 1 = 2 [ 例 4 ] lim x → 0 ∫ 0 x [ ∫ 0 u 2 arctan ( 1 + t ) d t ] d u x ( 1 − cos x ) 令 φ ( u ) = ∫ 0 u 2 arctan ( 1 + t ) d t 则 I = lim x → 0 ∫ 0 x φ ( u ) d u x ⋅ 1 2 x 2 = lim x → 0 φ ( x ) 3 2 x 2 lim x → 0 ∫ 0 x 2 arctan ( 1 + t ) d t 3 2 x 2 lim x → 0 arctan ( 1 + x 2 ) ⋅ 2 x 3 x = π 6 \begin{aligned} \ [例1]&\color{maroon}f(x)连续且>0,则方程\int_a^xf(t)dt+\int_b^x\frac1{f(t)}dt=0,在(a,b)内有\underline{\quad}个根\\ &令F(x)=\int_a^xf(t)dt+\int_b^x\frac1{f(t)}dt\\ &则F'(x)=f(x)+\frac1{f(x)}>0\implies F(x)单调递增\\ &F(a)=\int_b^a\frac1{f(t)}dt=-\int_a^b\frac1{f(t)}dt<0,F(b)=\int_a^bf(t)dt>0\\ &即有一个根\\ [例2]&\color{maroon}设f(x)为连续函数,且F(x)=\int_{\frac1x}^{\ln x}f(t)dt,则F(x)=\\ &F'(x)=f(\ln x)\cdot\frac1x-f(\frac1x)(\frac{-1}{x^2})\\ [例3]&\color{maroon}\lim_{x\to0}\int_0^x\frac{\sin2t}{\sqrt{4+t^2}\int_0^x(\sqrt{t+1}-1)dt}dt\\ &I=\lim_{x\to0}\frac{\int_0^x\frac{\sin2t}{\sqrt{4+t^2}}dt}{\int_0^x(\sqrt{t+1}-1)dt}=\lim_{x\to0}\frac{\frac{\sin2x}{\sqrt{4+x^2}}}{\sqrt{x+1}-1}\\ &=\frac12\lim_{x\to0}\frac{\sin2x}{\sqrt{1+x}-1}=2\\ [例4]&\color{maroon}\lim_{x\to0}\frac{\int_0^x[\int_0^{ {u}^2}\arctan(1+t)dt]du}{x(1-\cos x)}\\ &令\varphi(u)=\int_0^{u^2}\arctan(1+t)dt\\ &则I=\lim_{x\to0}\frac{\int_0^x\varphi(u)du}{x\cdot\frac12x^2}=\lim_{x\to0}\frac{\varphi(x)}{\frac32x^2}\\ &\lim_{x\to0}\frac{\int_0^{x^2}\arctan(1+t)dt}{\frac32x^2}\\ &\lim_{x\to0}\frac{\arctan(1+x^2)\cdot2x}{3x}=\frac\pi6 \end{aligned} [例1][例2][例3][例4]f(x)连续且>0,则方程∫axf(t)dt+∫bxf(t)1dt=0,在(a,b)内有个根令F(x)=∫axf(t)dt+∫bxf(t)1dt则F′(x)=f(x)+f(x)1>0⟹F(x)单调递增F(a)=∫baf(t)1dt=−∫abf(t)1dt<0,F(b)=∫abf(t)dt>0即有一个根设f(x)为连续函数,且F(x)=∫x1lnxf(t)dt,则F(x)=F′(x)=f(lnx)⋅x1−f(x1)(x2−1)x→0lim∫0x4+t2∫0x(t+1−1)dtsin2tdtI=x→0lim∫0x(t+1−1)dt∫0x4+t2sin2tdt=x→0limx+1−14+x2sin2x=21x→0lim1+x−1sin2x=2x→0limx(1−cosx)∫0x[∫0u2arctan(1+t)dt]du令φ(u)=∫0u2arctan(1+t)dt则I=x→0limx⋅21x2∫0xφ(u)du=x→0lim23x2φ(x)x→0lim23x2∫0x2arctan(1+t)dtx→0lim3xarctan(1+x2)⋅2x=6π
设 φ ( x ) 在 [ a , b ] 上 连 续 , 且 φ ( x ) > 0 , 则 函 数 y = ∫ a b ∣ x − t ∣ φ ( t ) d t , 则 ( ) A . 在 ( a , b ) 内 为 凸 B . 在 ( a , b ) 内 为 凹 C . 在 ( a , b ) 内 有 拐 点 D . 在 ( a , b ) 内 有 间 断 点 y = ∫ a b ∣ x − t ∣ φ ( t ) d t = ∫ a x ( x − t ) φ ( t ) d t + ∫ x b ( t − x ) φ ( t ) d t = ∫ a x x φ ( t ) d t − ∫ a x t ⋅ φ ( t ) d t + ∫ x b t φ ( t ) d t − ∫ x b x φ ( t ) d t = x ∫ a x φ ( t ) d t − ∫ a x t φ ( t ) d t + ∫ x b t φ ( t ) d t − x ∫ x b φ ( t ) d t    ⟹    y ′ = ∫ a x φ ( t ) d t + x φ ( x ) − x φ ( x ) − x φ ( x ) − ∫ x b φ ( t ) d t + x φ ( x ) = ∫ a x φ ( t ) d t − ∫ x b φ ( t ) d t    ⟹    y ′ ′ = φ ( x ) + φ ( x ) = 2 φ ( x ) > 0 , 故 选 B \begin{aligned} &\color{maroon}设\varphi(x)在[a,b]上连续,且\varphi(x)>0,则函数y=\int_a^b|x-t|\varphi(t)dt,则()\\ &\color{maroon}A.在(a,b)内为凸\quad B.在(a,b)内为凹 \quad C.在(a,b)内有拐点\quad D.在(a,b)内有间断点\\ y&=\int_a^b|x-t|\varphi(t)dt\\ &=\int_a^x(x-t)\varphi(t)dt+\int_x^b(t-x)\varphi(t)dt\\ &=\int_a^xx\varphi(t)dt-\int_a^xt\cdot\varphi(t)dt+\int_x^bt\varphi(t)dt-\int_x^bx\varphi(t)dt\\ &=x\int_a^x\varphi(t)dt-\int_a^xt\varphi(t)dt+\int_x^bt\varphi(t)dt-x\int_x^b\varphi(t)dt\\ &\implies y'=\int_a^x\varphi(t)dt+x\varphi(x)-x\varphi(x)-x\varphi(x)-\int_x^b\varphi(t)dt+x\varphi(x)\\ &=\int_a^x\varphi(t)dt-\int_x^b\varphi(t)dt\implies y''=\varphi(x)+\varphi(x)=2\varphi(x)>0,故选B \end{aligned} y设φ(x)在[a,b]上连续,且φ(x)>0,则函数y=∫ab∣x−t∣φ(t)dt,则()A.在(a,b)内为凸B.在(a,b)内为凹C.在(a,b)内有拐点D.在(a,b)内有间断点=∫ab∣x−t∣φ(t)dt=∫ax(x−t)φ(t)dt+∫xb(t−x)φ(t)dt=∫axxφ(t)dt−∫axt⋅φ(t)dt+∫xbtφ(t)dt−∫xbxφ(t)dt=x∫axφ(t)dt−∫axtφ(t)dt+∫xbtφ(t)dt−x∫xbφ(t)dt⟹y′=∫axφ(t)dt+xφ(x)−xφ(x)−xφ(x)−∫xbφ(t)dt+xφ(x)=∫axφ(t)dt−∫xbφ(t)dt⟹y′′=φ(x)+φ(x)=2φ(x)>0,故选B
设 f ( x ) 在 [ 0 , + ∞ ) 上 可 导 , f ( 0 ) = 0 , 其 反 函 数 为 g ( x ) , 若 ∫ x x + f ( x ) g ( t − x ) d t = x 2 ln ( 1 + x ) , 求 f ( x ) ∫ x x + f ( x ) g ( t − x ) d t 令 u = t − x → ∫ 0 f ( x ) g ( u ) d u    ⟹    ∫ 0 f ( x ) g ( u ) d u = x 2 ln ( 1 + x )    ⟹    g ( f ( x ) ) ⋅ f ′ ( x ) = 2 x ln ( 1 + x ) + x 2 1 + x    ⟹    x ⋅ f ′ ( x ) = 2 x ln ( 1 + x ) + x 2 1 + x    ⟹    f ′ ( x ) = 2 ln ( 1 + x ) + x 1 + x    ⟹    f ( x ) = 2 ∫ ln ( 1 + x ) d x + ∫ x 1 + x d x = 2 ( x + 1 ) ln ( 1 + x ) − 2 ∫ ( x + 1 ) ⋅ 1 1 + x d x = 2 ( x + 1 ) ln ( 1 + x ) − 2 x + x − ln ( 1 + x ) + c 又 f ( 0 ) = 0 , 故 c = 0 则 f ( x ) = ( 2 x + 1 ) ln ( 1 + x ) − x \begin{aligned} &\color{maroon}设f(x)在[0,+\infty)上可导,f(0)=0,其反函数为g(x),若\int_x^{x+f(x)}g(t-x)dt=x^2\ln(1+x),求f(x)\\ &\int_x^{x+f(x)}g(t-x)dt\underrightarrow{令u=t-x}\int_0^{f(x)}g(u)du\\ &\implies \int_0^{f(x)}g(u)du=x^2\ln(1+x)\implies g(f(x))\cdot f'(x)=2x\ln(1+x)+\frac{x^2}{1+x}\\ &\implies x\cdot f'(x)=2x\ln(1+x)+\frac{x^2}{1+x}\\ &\implies f'(x)=2\ln(1+x)+\frac{x}{1+x}\\ &\implies f(x)=2\int\ln(1+x)dx+\int\frac{x}{1+x}dx\\ &=2(x+1)\ln(1+x)-2\int(x+1)\cdot\frac1{1+x}dx\\ &=2(x+1)\ln(1+x)-2x+x-\ln(1+x)+c\\ &又f(0)=0,故c=0\\ &则f(x)=(2x+1)\ln(1+x)-x \end{aligned} 设f(x)在[0,+∞)上可导,f(0)=0,其反函数为g(x),若∫xx+f(x)g(t−x)dt=x2ln(1+x),求f(x)∫xx+f(x)g(t−x)dt令u=t−x∫0f(x)g(u)du⟹∫0f(x)g(u)du=x2ln(1+x)⟹g(f(x))⋅f′(x)=2xln(1+x)+1+xx2⟹x⋅f′(x)=2xln(1+x)+1+xx2⟹f′(x)=2ln(1+x)+1+xx⟹f(x)=2∫ln(1+x)dx+∫1+xxdx=2(x+1)ln(1+x)−2∫(x+1)⋅1+x1dx=2(x+1)ln(1+x)−2x+x−ln(1+x)+c又f(0)=0,故c=0则f(x)=(2x+1)ln(1+x)−x
面 积 : S = ∫ a b ∘ 1 d x 体 积 : V x = ∫ a b π ∘ 2 d x V y = ∫ a b 2 π ⋅ x ∘ 1 d y \begin{aligned} 面积:&\color{blue}{S=\int_a^b\circ^1dx}\\ 体积:&\color{blue}{V_x=\int_a^b\pi\circ^2dx}\\ &\color{blue}{V_y=\int_a^b2\pi\cdot x\circ^1dy} \end{aligned} 面积:体积:S=∫ab∘1dxVx=∫abπ∘2dxVy=∫ab2π⋅x∘1dy
文章浏览阅读3k次,点赞3次,收藏13次。root@server ~]# vim /etc/named.rfc1912.zones #添加如下内容,也可直接更改模板。[root@server ~]# vim /etc/named.conf #打开主配置文件,将如下两处地方修改为。注意:ip地址必须反向书写,这里文件名需要和反向解析数据文件名相同。新建或者拷贝一份进行修改。nslookup命令。_dns反向解析
文章浏览阅读2.5w次,点赞16次,收藏103次。这个函数TIM_SetCompare1,这个函数有四个,分别是TIM_SetCompare1,TIM_SetCompare2,TIM_SetCompare3,TIM_SetCompare4。位于CH1那一行的GPIO口使用TIM_SetCompare1这个函数,位于CH2那一行的GPIO口使用TIM_SetCompare2这个函数。使用stm32f103的除了tim6和tim7没有PWM..._tim_setcompare1
文章浏览阅读950次,点赞33次,收藏19次。多线程_进程和线程,并发与并行,线程优先级,守护线程,实现线程的四种方式,线程周期;线程同步,线程中的锁,Lock类,死锁,生产者和消费者案例
文章浏览阅读2.9k次。ifort 编译器的安装ifort 编译器可以在 intel 官网上下载。打开https://software.intel.com/content/www/us/en/develop/tools/oneapi/components/fortran-compiler.html#gs.7iqrsm点击网页中下方处的 Download, 选择 Intel Fortran Compiler Classic and Intel Fortran Compiler(Beta) 下方对应的版本。我选择的是 l_在linux系统的用户目录下安装ifort和mkl库并配置
文章浏览阅读689次,点赞7次,收藏8次。些项目时需要一个生成图片的方法,我在网上找到比较方便且适合我去设置一些样式的生成方式之一就是使用Freemarker,在对应位置上先写好一个html格式的ftl文件,在对应位置用${参数名}填写上。还记得当时为了解决图片大小设置不上,搜索了好久资料,不记得是在哪看到的需要在里面使用width与height直接设置,而我当时用style去设置,怎么都不对。找不到,自己测试链接,准备将所有含有中文的图片链接复制一份,在服务器上存储一份不带中文的文件。突然发现就算无中文,有的链接也是打不开的。_ftl格式pdf的样式调整
文章浏览阅读1.5k次,点赞6次,收藏12次。拉取librealsense。_opt/ros/noetic/lib/nodelet/nodelet: symbol lookup error: /home/admin07/reals
文章浏览阅读3.4k次,点赞3次,收藏29次。一.单选题二.填空题三.判断题一.单选题静态链接是在( )进行的。A、编译某段程序时B、装入某段程序时C、紧凑时D、装入程序之前Pentium处理器(32位)最大可寻址的虚拟存储器地址空间为( )。A、由内存的容量而定B、4GC、2GD、1G分页系统中,主存分配的单位是( )。A、字节B、物理块C、作业D、段在段页式存储管理中,当执行一段程序时,至少访问()次内存。A、1B、2C、3D、4在分段管理中,( )。A、以段为单位分配,每._系统抖动现象的发生由什么引起的
文章浏览阅读2.4k次。在实际的工作生产中,零件的加工制造一般都需要二维工程图来辅助设计。UG NX 的工程图主要是为了满足二维出图需要。在绘制工程图时,需要先确定所绘制图形要表达的内容,然后根据需要并按照视图的选择原则,绘制工程图的主视图、其他视图以及某些特殊视图,最后标注图形的尺寸、技术说明等信息,即可完成工程图的绘制。1.视图选择原则工程图合理的表达方案要综合运用各种表达方法,清晰完整地表达出零件的结构形状,并便于看图。确定工程图表达方案的一般步骤如下:口分析零件结构形状由于零件的结构形状以及加工位置或工作位置的不._ug-nx工程图
文章浏览阅读920次,点赞29次,收藏18次。原文《智能制造数字化工厂智慧供应链大数据解决方案》PPT格式主要从智能制造数字化工厂智慧供应链大数据解决方案框架图、销量预测+S&OP大数据解决方案、计划统筹大数据解决方案、订单履约大数据解决方案、库存周转大数据解决方案、采购及供应商管理大数据模块、智慧工厂大数据解决方案、设备管理大数据解决方案、质量管理大数据解决方案、仓储物流与网络优化大数据解决方案、供应链决策分析大数据解决方案进行建设。适用于售前项目汇报、项目规划、领导汇报。
文章浏览阅读2w次,点赞38次,收藏102次。在服务器端,socket()返回的套接字用于监听(listen)和接受(accept)客户端的连接请求。这个套接字不能用于与客户端之间发送和接收数据。 accept()接受一个客户端的连接请求,并返回一个新的套接字。所谓“新的”就是说这个套接字与socket()返回的用于监听和接受客户端的连接请求的套接字不是同一个套接字。与本次接受的客户端的通信是通过在这个新的套接字上发送和接收数_当在函数 'main' 中调用 'open_socket_accept'时.line: 8. connection request fa
文章浏览阅读4.3k次。对象销毁对象销毁的标准语法Close和Stop何时销毁对象销毁对象时清除字段对象销毁的标准语法Framework在销毁对象的逻辑方面遵循一套规则,这些规则并不限用于.NET Framework或C#语言;这些规则的目的是定义一套便于使用的协议。这些协议如下:一旦销毁,对象不可恢复。对象不能被再次激活,调用对象的方法或者属性抛出ObjectDisposedException异常重复地调用对象的Disposal方法会导致错误如果一个可销毁对象x 包含或包装或处理另外一个可销毁对象y,那么x的Disp_c# 销毁对象及其所有引用
文章浏览阅读1.1w次。这是记录,在中项、高项过程中的错题笔记;https://www.zenwu.site/post/2b6d.html1. 信息系统的规划工具在制订计划时,可以利用PERT图和甘特图;访谈时,可以应用各种调查表和调查提纲;在确定各部门、各层管理人员的需求,梳理流程时,可以采用会谈和正式会议的方法。为把企业组织结构与企业过程联系起来,说明每个过程与组织的联系,指出过程决策人,可以采用建立过程/组织(Process/Organization,P/O)矩阵的方法。例如,一个简单的P/O矩阵示例,其中._大型设备可靠性测试可否拆解为几个部分进行测试