1、第 4 章 不定积分第一类换元积分法 【教学目的】:1. 理解第一类换元积分法;2. 会用第一类换元积分法计算不定积分。【教学重点】:1. 用第一类换元积分法计算不定积分。【教学难点】:1. 凑微分技巧。【教学时数】:2 学时【教学过程】:4.2.1 第一类换元积分法我们先看这样一个例子,求不定积分 ,因为被积函数 是 的复合dxe2 xe2函数,基本积分公式中没有这种公式,但我们可以把原积分变形,化成某个基本积分公式的形式:(令 )duexdex21)(21x2C(将 代回)ex2ux因为 ,所以 确为 的原函数,说明上述解法正xxCe2)1(1e2确于是有下述定理:定理 1(第一类换元积分
2、法)设函数 在所讨论的区间上可微,又设)(xu,CuFdf)()(则有 CxFdxfx)()( 第一类换元积分法的解题步骤:设要求 如果被积函数 可化为 的形式,则,)(dg)(g)()(xf= = 。x)( dufxdfxf CF注 第一换元积分法的关键是如何选取 ,并将 凑成微分)(xdx)(的形式,因此,第一换元积分法又称为“凑微分”法)(xd(1)利用 , 均为常数,且 凑微分)(1axdbaxd、,)(10a例 1 求 2sin解 令 ,则 即 所以1xu,2xu,1duCd cos2sin)si(再将 代入上式,得 2x xx)1()1(熟练之后,可以省略设 这一步,直接进行凑微分
3、u(2)利用 ( ) ,)(1axdnxZn, xdxdln2,d1, xdxdxdxx cotcstansecincossin 22 等微分公式凑微分,dari12art12例 5 求 xtn解 Cxdxd coslnsco1csia(3)利用三角函数恒等式来凑微分例 7 求 x3in解 xdxdxdd cos)1(cosinsis 222Cxco31当被积函数是三角函数,而且次数为奇次时,通常把被积函数分为一个偶次和一个奇次相乘的形式,然后再利用凑微分进行积分例 8 求 xd2sin解 )2cos(21cos1xdx)2cos1(xdCin42当被积函数是三角函数,而且次数为偶次时,通常利用降幂公式(, )对被积函数进行降幂,然后再利用凑微2cos1cs2xx2cos1in2x分进行积分例 10 求 dsi解 方法一 11n2sin2cos2xxdxC方法二 2si insindx方法三 sicccoxdxxC在例 10 中,三种解法的原函数仅差一个常数,都包含到任意常数 中,由此可见,在不定积分中,任意常数是不可缺少的【教学小节】:本节为不定积分计算的基础。通过本节的学习,掌握使用第一类换元积分法计算不定积分,并借此进一步熟悉基本积分公式。【课后作业】:无