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更新定积分
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@@ -132,6 +132,8 @@ $\therefore=t^2\sin t-2t\cos t-\sin t+C=(\arcsin x)^2x+2\arcsin x\sqrt{1-x^2}-2x
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有理换元时无理因式中的$x$必须是一阶的,如$\sqrt[3]{x+6}=u$,若是二阶需要利用第二类换元(三角换元),否则则无法消去无理因式项,因为$x$不能用单个的$u$来表示,如$\sqrt{x^3+6}=u$,$u=\sqrt[3]{u^2-6}$。
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若式子是一个因式的整数次幂,则可以直接令这个因式为中间变量。
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\textbf{例题:}求$\displaystyle{\int\dfrac{\textrm{d}x}{1+\sqrt[3]{x+1}}}$。
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解:令$u=\sqrt[3]{x+1}$,从而$x=u^3-1$,$\textrm{d}x=3u^2\,\textrm{d}u$。
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Binary file not shown.
@@ -375,7 +375,7 @@ $\int_a^bf(x)\,\textrm{d}x=F(b)-F(a)=F'(\xi)(b-a)=f(\xi)(b-a)$($a<\xi<b$)。
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\subsubsection{定积分与函数性质}
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\begin{enumerate}
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\item 若函数$f(x)$是周期函数且周期为$T$,$\int_a^{a+T}f(x)\,\textrm{d}x=\int_0^Tf(x)\,\textrm{d}x$对于$\forall a$成立。
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\item 若函数$f(x)$是周期函数且周期为$T$,$\int_a^{a+T}f(x)\,\textrm{d}x=\int_0^Tf(x)\,\textrm{d}x$,\\$\int_\alpha^{\alpha+nT}f(x)\,\textrm{d}x=n\int_0^Tf(x)\,\textrm{d}x$($n\in N$)对于$\forall a$成立。
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\item 若函数$f(x)$是连续的偶函数,则$\int_{-a}^af(x)\,\textrm{d}x=2\int_0^af(x)\,\textrm{d}x$。
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\item 若函数$f(x)$是连续的奇函数,则$\int_{-a}^af(x)\,\textrm{d}x=0$。
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\item 区间再现公式:若函数$f(x)$为连续函数,则$\int_a^bf(x)\,\textrm{d}x=\int_a^bf(a+b-a)\,\textrm{d}x$。
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@@ -395,7 +395,7 @@ $\int_a^bf(x)\,\textrm{d}x=F(b)-F(a)=F'(\xi)(b-a)=f(\xi)(b-a)$($a<\xi<b$)。
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\end{array}\right.$。
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\end{enumerate}
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证明定理第一条:根据积分区间可拆性:
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证明定理第一条的第一个式子:根据积分区间可拆性:
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$\int_a^{a+T}f(x)\,\textrm{d}x=\int_0^af(x)\,\textrm{d}x+\int_0^Tf(x)\,\textrm{d}x+\int_T^{a+T}f(x)\,\textrm{d}x$
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@@ -417,9 +417,9 @@ $\int_a^bf(x)\,\textrm{d}x=\int_b^af(a+b-t)(-\textrm{d}t)=\int_a^bf(a+b-t)\,\tex
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$=\displaystyle{\int_0^\frac{\pi}{2}\dfrac{\sin(\dfrac{\pi}{2}-x)}{\sin(\dfrac{\pi}{2}-x)+\cos(\dfrac{\pi}{2}-x)}\textrm{d}x=\int_0^\frac{\pi}{2}\dfrac{\cos x}{\cos x+\sin x}\textrm{d}x}$
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又$\int_0^\frac{\pi}{2}\dfrac{\sin x}{\sin x+\cos x}\textrm{d}x+\int_0^\frac{\pi}{2}\dfrac{\cos x}{\cos x+\sin x}\textrm{d}x=\int_0^\frac{\pi}{2}\textrm{d}x=\dfrac{\pi}{2}$。
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又$\displaystyle{\int_0^\frac{\pi}{2}\dfrac{\sin x}{\sin x+\cos x}\textrm{d}x+\int_0^\frac{\pi}{2}\dfrac{\cos x}{\cos x+\sin x}\textrm{d}x}$$=\int_0^\frac{\pi}{2}\textrm{d}x=\dfrac{\pi}{2}$。
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$\therefore\int_0^\frac{\pi}{2}\dfrac{\sin x}{\cos x+\sin x}\textrm{d}x=\dfrac{\pi}{4}$。
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$\therefore\displaystyle{\int_0^\frac{\pi}{2}\dfrac{\sin x}{\cos x+\sin x}\textrm{d}x}=\dfrac{\pi}{4}$。
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\textbf{例题:}(1)已知$f(x)$为一个周期为$T$的偶函数,证明$\int_0^{nT}xf(x)\,\textrm{d}x=\dfrac{n^2T}{2}\int_0^Tf(x)\,\textrm{d}x$。
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@@ -567,7 +567,7 @@ $=\int_0^\frac{\pi}{2}\sin^\frac{3}{2}x\cos x\,\textrm{d}x+\int_\frac{\pi}{2}^\p
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(1)$\int_0^\frac{\pi}{2}f(\sin x)\,\textrm{d}x=\int_0^\frac{\pi}{2}f(\cos x)\,\textrm{d}x$。
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(2)$\int_0^\frac{\pi}{2}xf(\sin x)\,\textrm{d}x=\dfrac{\pi}{2}\int_0^\pi f(\sin x)\,\textrm{d}x$。
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(2)$\int_0^\pi xf(\sin x)\,\textrm{d}x=\dfrac{\pi}{2}\int_0^\pi f(\sin x)\,\textrm{d}x$。
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(1)证明:这个证明式子很像华莱士公式。不过华莱士给定函数$f(x)=x^n$。
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@@ -577,12 +577,20 @@ $\sin\left(\dfrac{\pi}{2}-x\right)=\cos x$,所以令$x=\dfrac{\pi}{2}-t$,$t=
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$\int_0^\frac{\pi}{2}f(\sin x)\,\textrm{d}x=-\displaystyle{\int_\frac{\pi}{2}^0f\left(\sin\dfrac{\pi}{2}-t\right)\,\textrm{d}t}=$$-\int_\frac{\pi}{2}^0f(\cos t)\,\textrm{d}t=\int^\frac{\pi}{2}_0f(\cos x)\,\textrm{d}x$。
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(2)证明:
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(2)证明:首先需要证明的函数是$xf(\sin x)$,所以想在函数外面也凑出一个$\dfrac{\pi}{2}$。这里也肯定需要诱导公式,但是因为最后还是$\sin x$,所以添加的是偶的。
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令$x=\pi-t$,当$x=0$时,$t=\pi$,当$x=\pi$时,$t=0$,且$\textrm{d}x=-\textrm{d}t$。
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$\int_0^\pi xf(\sin x)\,\textrm{d}x=-\int_\pi^0(\pi-t)f(\sin(\pi-t))\,\textrm{d}t=\int_0^\pi(\pi-t)f(\sin t)\,\textrm{d}t=$\\$\pi\int_0^\pi f(\sin t)\,\textrm{d}t-\int_0^\pi tf(\sin t)\,\textrm{d}t=\pi\int_0^\pi f(\sin x)\,\textrm{d}x-\int_0^\pi xf(\sin x)\,\textrm{d}x$。
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即$\int_0^\pi xf(\sin x)\,\textrm{d}x=\dfrac{\pi}{2}\int_0^\pi f(\sin x)\,\textrm{d}x$。
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\subsubsection{分部积分法}
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\textcolor{aqua}{\textbf{定理:}}$\int_a^bu\,\textrm{d}v=[uv]_a^b-\int_a^bv\,\textrm{d}u$。
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其他计算方法与不定积分的方法一样。
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\subsection{反常积分}
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无论是定限积分还是变限积分,有一部分的区间是固定不变的。
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