分部积分法

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分部积分法

2023-07-05 05:29| 来源: 网络整理| 查看: 265

分部积分法——表格法 (1)当被积函数为多项式 P n ( x ) Pn(x) Pn(x)与 e a x e^{ax} eax或 sin ⁡ b x \sin bx sinbx或 cos ⁡ c x \cos cx coscx的乘积时,用表格法。

将多项式放在上侧,对其求导;

将 e a x e^{ax} eax或 sin ⁡ b x \sin bx sinbx或 cos ⁡ c x \cos cx coscx放在下侧,对其积分。

结果为:交叉乘积,取代数和

符号依次为:+,-,+,-,…

例题 ∫ 0 π x 2 cos ⁡ n x   d x \int_{0}^{\pi } x^{2}\cos nx\ dx ∫0π​x2cosnx dx x 2 x^{2} x2 2 x 2x 2x 2 2 2 0 0 0求导 cos ⁡ n x \cos nx cosnx 1 n sin ⁡ n x \frac{1}{n}\sin nx n1​sinnx − 1 n 2 cos ⁡ n x -\frac{1}{n^{2}}\cos nx −n21​cosnx − 1 n 3 sin ⁡ n x -\frac{1}{n^{3}}\sin nx −n31​sinnx积分

∫ 0 π x 2 cos ⁡ n x   d x = x 2 ⋅ 1 n sin ⁡ n x ∣ 0 π + 2 x ⋅ 1 n 2 cos ⁡ n x ∣ 0 π − 2 ⋅ 1 n 3 sin ⁡ n x ∣ 0 π = ( − 1 ) n 2 π n 2 . \int_{0}^{\pi}x^{2}\cos nx\ dx=x^{2}\cdot \frac{1}{n}\sin nx|_{0}^{\pi}+2x \cdot \frac{1}{n^{2}}\cos nx|_{0}^{\pi}-2 \cdot \frac{1}{n^{3}}\sin nx|_{0}^{\pi}=(-1)^{n}\frac{2 \pi}{n^{2}}. ∫0π​x2cosnx dx=x2⋅n1​sinnx∣0π​+2x⋅n21​cosnx∣0π​−2⋅n31​sinnx∣0π​=(−1)nn22π​.

分部积分法——公式法 (2)当被积函数为为 e a x e^{ax} eax与 sin ⁡ b x \sin bx sinbx或 cos ⁡ c x \cos cx coscx的乘积时,用公式法。

∫ e a x sin ⁡ b x   d x = ∣ ( e a x ) ′ ( sin ⁡ b x ) ′ e a x sin ⁡ b x ∣ a 2   +   b 2 + C = a   e a x sin ⁡ b x   −   b   e a x cos ⁡ b x a 2   +   b 2 + C \int e^{ax} \sin bx\ dx=\frac{\begin{vmatrix} (e^{ax})' & (\sin bx)'\\ e^{ax}&\sin bx \end{vmatrix} }{a^{2}\ +\ b^{2}}+C =\frac{a\ e^{ax} \sin bx\ -\ b\ e^{ax}\cos bx}{a^{2}\ +\ b^{2} } +C ∫eaxsinbx dx=a2 + b2 ​(eax)′eax​(sinbx)′sinbx​ ​​+C=a2 + b2a eaxsinbx − b eaxcosbx​+C

∫ e a x cos ⁡ b x   d x = ∣ ( e a x ) ′ ( cos ⁡ b x ) ′ e a x cos ⁡ b x ∣ a 2   +   b 2 + C = a   e a x cos ⁡ b x   +   b   e a x sin ⁡ b x a 2   +   b 2 + C \int e^{ax} \cos bx\ dx=\frac{\begin{vmatrix} (e^{ax})' & (\cos bx)'\\ e^{ax}&\cos bx \end{vmatrix} }{a^{2}\ +\ b^{2}}+C =\frac{a\ e^{ax} \cos bx\ +\ b\ e^{ax}\sin bx}{a^{2}\ +\ b^{2} } +C ∫eaxcosbx dx=a2 + b2 ​(eax)′eax​(cosbx)′cosbx​ ​​+C=a2 + b2a eaxcosbx + b eaxsinbx​+C

例题 ∫ e − x sin ⁡ n x   d x \int e^{-x} \sin nx\ dx ∫e−xsinnx dx

∫ e − x sin ⁡ n x   d x = − e − x sin ⁡ n x − n   e − x cos ⁡ n x ( − 1 ) 2 + n 2 + C \int e^{-x} \sin nx\ dx=\frac{-e^{-x} \sin nx-n\ e^{-x}\cos nx}{(-1)^{2} +n^{2} } +C ∫e−xsinnx dx=(−1)2+n2−e−xsinnx−n e−xcosnx​+C



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