第24讲 典型例题与练习参考解答:不定积分分部积分法与一般计算思路

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第24讲:不定积分分部积分法与一般计算思路

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例题与练习题

【注】如果公式显示不全,请在公式上左右滑动显示!

练习1:计算如下不定积分:

(1) ;

(2)  ;

(3)  ;

(4) ;

(5) ;

(6)  .

练习2:计算如下不定积分:

(1)  ;

(2)  ;

(3) ;

(4)   ;

(5) ;

(6) .

练习3:求如下定义的 的递推式,并计算 :
练习4:证明递推公式:
练习5:已知 的一个原函数为 ,计算 .
练习6:设 ,求 的递推公式,其中 是非负整数, . 由此计算不定积分 .
练习7:计算如下不定积分:

(1)  ;

(2)  ,并求 ;

(3) ;

(4)  ;

(5) .

【注】参考解答一般仅是提供一种思路上的参考,过程不一定是最简单的,或者最好的,并且有时候可能还有些许小错误!希望在对照完以后,不管是题目有问题,还是参考解答过程有问题,希望学友们能不吝指出!如果有更好的解题思路与过程,也欢迎通过后台或邮件以图片或Word文档形式发送给管理员,管理员将尽可能在第一时间推送和大家分享,谢谢!

例题与练习参考解答

【注】如果公式显示不全,请在公式上左右滑动显示!

练习1:计算如下不定积分:

(1) ;

(2)  ;

(3)  ;

(4) ;

(5) ;

(6)  .

【参考解答】:(1) 令 , ,则

(2) 令, ,则

(3) 令 , ,则

【注】:对于 ,选择合适的原函数有时候可以减少计算,提高计算效率. 如

(4) 令 , ,则

对上式右端的积分再用一次分部积分,仍将 凑入微分号内,得

对比两端表达式,移项整理得

【注】:以上计算过程出现需要计算的积分表达式,并且通过移项整理可以计算得到需要的结果,像这样的循环结果构成一种“良性循环”. 除了这种情况,还有些积分计算,通过换元、分部积分过程,还会出现一些结构相同的积分表达式,从而使得一些无法计算、或者计算复杂的中间表达式达到相互抵消来完成计算.

(5) 令, ,则

(6) 【思路一】 令, ,则

【思路二】 令 ,则, ,于是


练习2:计算如下不定积分:

(1)  ;

(2)  ;

(3) ;

(4)   ;

(5) ;

(6) .

【参考解答】:(1) 令, ,得

(2) 将被积函数拆分为两部分,有

【思路一】 令 ,得

【思路二】 由分部积分法,得

(3) 【思路一】 令 , ,直接分部积分法得

【思路二】 令 ,则

于是由换元法得积分为

于是令 ,由分部积分法列表如下

由以上列表可得

(4) 令 , ,则

从而可得

(5) 令, ,则得

(6) 令 ,则可得

于是由分部积分法,得

回代可得积分为


练习3:求如下定义的 的递推式,并计算 :

【参考解答】:由分部积分法,有

移项整理得递推公式

根据以上递推公式,得

其中


练习4:证明递推公式:

【参考解答】:拆分函数表达式,得

【注】:于是由 或,最终归结为计算 或 . 计算可得


练习5:已知 的一个原函数为 ,计算 .

【参考解答】:令, ,则得


练习6:设 ,求 的递推公式,其中 是非负整数, . 由此计算不定积分 .

【参考解答】:由不定积分的分部积分法,有

由递推公式得


练习7:计算如下不定积分:

(1)  ;

(2)  ,并求 ;

(3) ;

(4)  ;

(5) .

【参考解答】:(1) 【思路一】直接分部积分法. 由于

令 ,于是

从而得

【思路二】先换元后分部. 反三角函数代换. 令 ,即 ,则 ,

代入得

其中转换后的积分用分部积分法,得

于是

(2) 记 . 由

于是由以上公式,得

从容可得递推公式

于是可得

(3) 【思路一】 先分部,后换元. 由于

所以

于是令 ,即,  ,则

再令 ,代入得

所以

【思路二】先换元,后分部. 令 ,则

代入积分式得

【注】:不定积分一般综合使用换元法与分部积分法来计算,一般都是先换元后分部.

(4) 拆分被积函数,得

(5) 【思路一】 由半角公式和分部积分法,得

【思路二】 直接三角恒等式变换与拆分积分,得

更一般的不定积分计算思路、步骤与典型考题分析可以参见在线课堂中的相关教学视频,具体课程列表如下:

第九届全国初赛非数学专业真题解析

填空题第5题:不定积分计算思路与方法

  • 不定积分计算的一般思路分析与探索(10分钟)

  • 不定积分换元法分部积分法综合应用案例解析(14分钟)

第十届全国初赛非数学专业真题解析

填空题第3题 不定积分计算的一般思路与步骤

  • 换元法与分部积分法计算积分思路探索与分析(16分钟)

  • 拆项凑微分方法计算不定积分(8分钟)

第十一届全国初赛非数学专业真题解析

填空题第2题:不定积分的参数方程计算方法

  • 不定积分的参数方程计算方法(15分钟)

第一学期:一元函数微积分综合应用基础与提高

  • 10不定积分计算的一般思路与方法 (14分钟)

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