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具有原函数,即
、
还有复合函数的导数,如果是另一个新变量的函数并且是可微的,由此
综合上述讨论,如下
【定理1】假设拥有原函数,可以导出,则有元积分式
4.2 :如果能够求出不定积分并命令,则不定积分将原来的积分变量置换为新的积分变量,在求出不定积分后返回置换。
【例1】求下面的不定积分
1,2,3,
换元积分法
令、
一、第一类换元法
令、
这个定理表明
令、
综上所述,变量只是中间变量,在求不定积分的过程中为解1,熟练后可以采用不直接写出中间变量的方法。
解2
研究这些解法时,会观察到非常鲜明的特征。
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求解3不定积分。
解:根据复合函数求微分的脱衣原理如下
因此,我们有以下典型的微分过程。
很明显,凑微分过程与用脱衣原理求复合函数的微分过程完全相反。 因此,请参阅起过渡作用,最终都要换回到原来的积分变量。
一般来说,孩子先学会脱衣服,再学会穿衣服。 因此,用渐近微分法求不定积分比用脱衣原理求复合函数的导数困难得多。
【例2】求
解:
【例3】求
解:
例如:
第一种兑换法:
可能会遇到相反的情况:
很明显,这样的元表达式成立需要一定的条件。 讨论一下那个的必要条件吧。
(1)、置换可以推导;
) 2、存在等式右端的不定积分,即存在原函数;
) 3、求了的话,必须用的反函数返回。 然后,函数需要具有反函数。
【定理2】若
1、是单调函数
2、能引导,且;
3、有原函数
有撤消的公式
其中,是的反函数。
将被积表达式
凑成如果是命令
,
这是,原始函数。 因此,有以下事项。
【例4】求
解:令
【例5】求
解:令
、
这里:
本例给出两个注释。
1、在第二类兑换法中,求反函数往往是一个麻烦的地方,需要一定的技巧。 上面例子中的反函数不容易使用。 把它代入,就得到这个“形式太重”的表达式。 这是因为不方便适用。
2、该不定积分是一个重要的积分公式。
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【例6】求
解:令
最后指出,用变量代换求不定积分,选择合适的代换很重要,需要经验。 快去!某个函数的微分形式,再利用积分运算与微分运算的互逆性,达到求不定积分的目的。