班级:11级数学一班 姓名:杨利芳 学号:*******
【摘要】微积分是高等数学中研究函数的微分、积分以及有关概念和应用的数学分支。它是数学的一个基础学科。内容主要包括极限、微积分、积分学及其应用。微分学包括求导学的运算,是一套关于变化率的理论。它使得函数、速度、加速度和曲线的斜率等均可用一套通用的符号进行讨论。积分学,包括求积分的运算,为定积分的运算,为定义和计算面积、体积等提供一套通用的方法。 【关键词】微积分、微分、积分
【正文】微积分是微分学和积分学的总称。它是一种数学思想,“无限细分”是微分;“无限求和”就是积分。
微分学的主要内容包括:极限理论、导数、微分等
积分学的主要内容包括:定积分、不定积分等
微积分理论的精髓:增量无限趋近于零,割线无限趋近于切线,曲线无限趋近于直线,从而以直代曲,以先行化的方法解决非线性问题。
微积分的基本方法:
微积分的基本原理告诉我们微分和积分是互逆的运算,微积分的精髓告诉我们之所以可以解决很多非线性问题,本质的原因在于化曲为直。
微积分的基本方法在于:先微分,后积分。
下面咱们就一起来研究一下求微积分的具体方法:
一:微分
(一)微分的定义:
若f(x)在处的函数改变量△y与自变量的改变量有如下关系:△y=A△x+0(△x)其中A是△x无关的常数,则称f(x)在处可微,A△x称为(x)在处的微分。记作dy=A△x或df()=A△X
A△x为△y=A△x+0(△x)的线性主要部分。
△yA△X △ydy dy= A△X=(x)·△x
函数的微分与自变量的微分之商等于该函数的导数。因此,导数也叫微商
(二)微分的运算法则:
若函数U(x)与v(x)可微,则:
(1)d[cu(x)]=cdu(x) (2)d[u(x)±v(x)]=du(x)±dv(x)
(3)d[u(x)·v(x)]=u(x)dv(x)+v(x)du(x)
(4)d[]=
公式:
函数 | 微分 |
y=c | =0 |
y=x | =axdx |
y= | =-dx |
y= | =dx |
y=㏑x | =dx |
y=sinx | =cosxdx |
y=cosx | =-sinxdx |
y=arcsinx | =dx |
y=arccosx | =-dx |
………………. | ………………….. |
| |
例1:求函数y=xsinx的微分。
医用呼叫器 解:合肥荣事达洗衣设备制造有限公司=(2xsinx+xcosx)dx
(三)高阶微分:
函数y=(x)dx的微分,称为函数f(x)的二阶微分,记为dy。
通用积分
一般情况,函数f(x)的n-1阶微分d的微分,称为函数f(x)的n阶微分,
记为dy。二阶以及二阶以上的微分,统称为高阶微分。
如函数y=f(x)的各阶微分是:
dy=(x)dx
dy=d(dy)=d[(x)dx] =dx=(x)dx
………………
dy=f(x)dx
例2:求y=sinax+cosbx的二阶微分
解:=acosx-bsinx
=-(asinax+bcosbx)
二:积分
(一)不定积分
1.定义:设函数f(x)在I上的所有原函数F (x)+c,称为f(x)在I上的不定积分。
记作:∫f(x)dx=F (x)+c
其中f(x)称为被积函数,f(x)dx称为被积表达式,c称为积分常数。
2.积分运算:{微分运算与积分运算互逆}
3.不定积分的计算:
(一)求不定积分的思想方法:
⑴.直接积分 观察所求积分的形式是否可用积分基本公式直接求解。
例:∫(4x-2x+5x+3)dx ∫ dx
=4∫xdx-2∫xdx+5∫xdx+3∫dx =∫dx
=4·x -2·x +5·x +3x + c =x-arctanx+c
= x- x+ x+3x + c =x+arccotx+c
⑵.分部积分
分部积分的原则:
1.用分部积分公式原则
①化简为繁 ∫vdu比∫udv更简单易积分
②化不可能为可能 用积分公式
2. xsinax(xcosax) 令u= x
x㏑x 令u=㏑x
xarctanx(x熔断器盒arcsinx 汽车座套广告xarccosx)
令u= arctanx (arcsinx arccosx)
ecosax(esinax) 令u= cosax(sinax)
xe 令u= x
例:求(1)∫㏑x (2)∫xarctanxdx
解:令u=㏑x dx=dv 令u=arctanxdx xdx=dv
则 du=dx v= - du=dx v=x
∫㏑x=∫udv=uv-∫vdu ∫xarctanxdx=∫udv=uv -∫vdu
=-㏑x-∫(-)dx =xarctanx -∫(x)dx
=-盲文图书㏑x -+c =xarctanx -x + arctanx+c
⑶.换元积分
Ⅰ ① 第一换元积分法 (也称凑微分法)
设∫f(u)du=f(u)+c,则
∫f[φ(x)] (x)dx=∫f[φ(x)]dφ(x) ∫f(u)du
= f(u)+cf[φ(x)]+c
② 第一类换元 (凑微分法) 的思想方法