
教学目标:掌握分部积分法,会求简单的分部积分。
教学重难点:
| 重点 | 会求分部积分。 |
| 难点 | 对两个函数乘积的积分中,究竟选哪一个当“U”。 |
二、讲授新课
(一)分部积分法公式的推导与说明
对于形如、、等不定积分到底怎样进行不定积分的计算呢?
(1)特点:被积函数是两个不同函数的乘积;
(2)解决思路:利用两个函数乘积的求导法则。
设函数,具有连续导数,由两个函数乘积的微分公式
得,两边积分得到
∴,该公式为分部积分公式。
用分部积分法确定被积函数中谁当的时候,一般遵循以下的三原则:
(1)要能够求出
(2)要比容易计算
(3)选的顺序是“对、反、幂、三、指”谁在前,谁当。
用公式:计算不定积分的一些说明:
分部积分法采用“迂回的技巧,规避难点”,挑容易积分的部分先做,最终完成不定积分。具体选取时,通常基于以下两点考虑:
(1)降低多项式部分的系数;
(2)简化被积函数的类型。
用表格的形式列出u,v的选择规律如下:
| 被积表达式(Pn(x)为多项式) | u(x) | dv |
| Pn(x)sinaxdx,Pn(x)cosaxdx,Pn(x)eaxdx | Pn(x) | sinaxdx, cosaxdx,eaxdx |
| Pn(x)lnxdx,Pn(x)arcsinxdx,Pn(x)arctanxdx | lnx,arcsinx,arctanx | Pn(x)dx |
| eaxsinbxdx, eaxcosbxdx | eax,sinbx,cosbx均可选作u(x),余下作为dv | |
【例1】求。
解 令u=x,被积表达式余下的sinxdx=-d(cosx)=dv,则
=-=-[xcosx-]=-xcosx+sinx+C.
一般地求的过程可写为:
解:
注意:本题若令u=sinx, xdx=d(x2),则
== [x2sinx-]=x2sinx-,这样做是否越来越难计算呢?
一般情况下u,v的选择原则是:
(1)由(x)dx=dv,求v比较容易;(2)比更容易计算。
【例2】求。解:令,,,
【例3】
【例4】
【例5】求。
解:令u=arcsinx, dx=dv,则
=xarcsinx-=xarcsinx-
= xarcsinx+。
【例6】求
解:观察被积函数,选取变换,则
本例降低了多项式系数,便于求解。
【例7】求
解:
本例简化了被积函数的类型,便于不定积分的计算。
有时,分部积分会产生循环,最终也可求得不定积分。
在中,的选取有下面简单的规律:
将以上规律化成一个图就是:
(a^x
arcsinx)
(lnx
Pm(x)
sinx)
ν
μ
但是,当时,是无法求解的。
将以上规律化成一个图就是:
注意:用分部积分法求积分有时需要连续使用两次分部计算才能得到结果。
【例8】求解:
【例9】
,移项得,
∴。
(三)课堂练习:计算下列积分
【1】求解:
【2】
,移项得,
∴。
【3】求
解 : ==x2sinx-= x2sinx-2
= x2sinx-2[-]= x2sinx+2[xcosx-]
= x2sinx+2xcosx-2sinx+C.
(四)课堂小结:
1. 分部积分法主要用于“两个函数乘积积分”的计算问题。
2. 用分部积分法确定被积函数中谁当的时候,一般遵循以下的三原则:
(1)要能够求出
(2)要比容易计算
(3)选的顺序是“对、反、幂、三、指”谁在前,谁当。
3. 用分部积分法求积分有时需要连续使用两次分部计算才能得到结果。
用表格的形式列出u,v的选择规律如下:
| 被积表达式(Pn(x)为多项式) | u(x) | dv |
| Pn(x)sinaxdx,Pn(x)cosaxdx,Pn(x)eaxdx | Pn(x) | sinaxdx, cosaxdx,eaxdx |
| Pn(x)lnxdx,Pn(x)arcsinxdx,Pn(x)arctanxdx | lnx,arcsinx,arctanx | Pn(x)dx |
| eaxsinbxdx, eaxcosbxdx | eax,sinbx,cosbx均可选作u(x),余下作为dv | |
