高数笔记——不定积分和定积分(寒假整理)


积分的题确实有难度,不同的处理手段和一些常见的公式,处理上非常值得回味。


首先看一到小题,初看考的不就是定积分的对称区间和奇偶性。但是却有用到一些关键公式。

arctanx+arctanfrac1x=fracpi2

arcsinx+arccosx=frac{pi}{2}

ps:(我们都知道万能公式,那我再敲一遍)

sintheta=frac{2t}{1+t^{2}} costheta=frac{1-t^2}{1+t^{2}}

,没有这个的话,这个题没法做

(ps:其他几个也很重要)


此题解析

下面总结一下定积分的计算求法(由于自用,这里参考几位数学优秀up主的笔记帮助理解)

up:顺哥考研数学课堂

忘了说sinx一拱的面积是2,一拱就是 0simfracpi 2 的面积


来谈一下我自己的感受。下面也是我目前假期自学所能想到的。

  • 定积分首先按照教材学习的是定义,但是实际利用定义确很麻烦。于是我们有了伟大划时代的牛顿莱布尼茨公式。这个确实是解决定积分的利器!

高中教材简单学过

但是要求原函数F(x) ,就用到之前的不定积分做基础,这么看来不定积分尤为重要!

不定积分的题可以说是真的狗

我单纯地认为我掌握了四大积分法就OK,但事实不是这样。。。

四大不定积分积分法

  1. 第一类换元-凑微分
  2. 第二类换元,一般是三角函数
  3. 有理函数-(这里要看是真分式or假分式)
  4. 分部积分-( e^x 等“反对幂指三”)

首先看一下三角函数这类积分处理。

有几个公式比如万能公式,就很常用,还有六个三角函数的关系

tan^2x+1=sec^2x

cot^2x+1=csc^2x

还有几个secx,secx的不定积分要当结论记!

下面是一道对称处理的题目

这其实是一种对称的解法

建议反复观看

插入一张我自己写的思维导图

准确来说积分的题会和级数相连,但是我还没学到那(尴尬)

例:2019考研数学一、三题

小声BB:留个坑,以后学了再补。附2019考研题讲解

up讲得很好,和我下面讲的大同小异,因为普通人做这题应该不会直接想到级数。。。

5月5日补坑

学了级数,前来补坑,这题其实很容易做错,尤其刚看就以为是普通的定积分题目,但这题就是狗 ,它不说是啥,但却告诉你考的是面积,是绝对值,sinx有正有负,因此该法行不同。

打字之前,当我注意到上面的那个关系时独立做题发现没有那么难,而且就容易多了(是不是说明我已经达到了考研水平 )-蜜汁自信

下面正片开始:

已经注意到该曲线的面积随区间变化,有一定规律,那就大致写一下: int_{2kpi}^{(2k+1)pi}e^{-x}sinxdx[奇数区间]

int_{(2k+1)pi}^{(2k+2)pi}e^{-x}|sinx|dx[偶数区间]

然后分别分部积分,计算后加和会惊人地发现是等比级数因此答案可得 frac{e^{pi}+1}{2(e^{pi}-1)}


其实关于定积分应用比较广,除了常用的解决某类题,还可以利用其解决几何和物理问题。

刚开始自行学习,以为是背公式,但是发现背公式难度巨大,因此来浅谈。

按照教材,我们研究了元素法(其实就是微元法)

简单说就是以直代曲,研究面积。

就是三步,选一个在范围内的区间,然后由于取的是微分,那代表这个区间很小,那图像的曲线不就可以用直线来表示吗?重要的就是思考微元法近似计算

反常积分其实又分为两种看是无穷的,还是有瑕点的。

看到一个有意思的题(等下,这个我会唉)

这道题考察的就是导数,是积分函数的导数

@Karcen ZHENG 感谢学长的解答

这里再插入一个小不定积分

int frac{dt}{1+e^t}=?

ps:(这里我好想是先想到的分部,但是显然不可行)

##正确解法:分子分母同乘e的t次方。然后凑即可(既快又准)


插入几个小问题


3月17日更——————————————————————————–

关于是不是所有的函数都能找到原函数,这显然我们理解了,但是对于具体如何计算那些如何求导后是非初等函数,我们要了解不是所有的那种非初等函数我们都能求,(毕竟是目前学习的范围有限)

但是有一个我们应该记住的: int_{0}^{+infty}e^{-x^2}dx=frac{sqrt{pi}}{2} (具体应用建议参考概率论)

这个具体怎么算,下面是二重极限的推导(能水点儿是点儿)

引流:

##5 ️5日更———

今天刚刚在高数答疑群看到这样一个定积分,突然想起来之前的总结落下了一个很重要的方法:区间再现公式 int _{a}^{b}fleft( xright) dx=int _{a}^{b}fleft( a+b-xright) dx

(非常重要)重要程度类似于点火公式的常用度。

由于没拿电脑,就用iPad写写总结一下…

题目:

int _{-dfrac{pi }{2}}^{dfrac{pi }{2}}dfrac{3e^{x}sin ^{2}x}{1+e^{x}}dx=? (乍一看有点懵,但是方法在于换元)

其实这个有点类似之前那个对称构造sin cos那个

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