⚡ 核心公式速览
分部积分:$$\int u \, dv = uv - \int v \, du \quad (\text{选 } u \text{ 口诀:反对幂指三})$$
定积分重要结论:$$\int_{-a}^{a} f = \begin{cases} 2\int_0^a f, & f \text{ 偶} \\ 0, & f \text{ 奇} \end{cases}; \qquad \int_0^{\frac{\pi}{2}} \sin^n x \, dx = \int_0^{\frac{\pi}{2}} \cos^n x \, dx = \frac{(n-1)!!}{n!!} \cdot \frac{\pi}{2} \ (n \text{ 偶})$$
区间再现:$$\int_a^b f(x)\,dx = \int_a^b f(a + b - x)\,dx$$
周期函数:$$\int_a^{a+T} f(x)\,dx = \int_0^T f(x)\,dx$$
本讲定位:积分计算核心讲。考题:不定积分、定积分、变限积分和反常积分的计算。重难点:不定积分和反常积分的计算;定积分的计算方法;变限积分的计算和结论;有些原函数无法用基本初等函数表示(如 e^{−x²}、sin x/x)。
一、基本积分公式表
- 与求导公式一一对应:∫xᵃdx = x^{a+1}/(a+1)+C(a ≠ −1);∫dx/x = ln|x|+C;∫eˣdx = eˣ+C;∫aˣdx = aˣ/lna+C;∫sin x dx = −cos x+C;∫cos x dx = sin x+C;∫sec²x dx = tan x+C;∫dx/(1+x²) = arctan x+C;∫dx/√(1−x²) = arcsin x+C;∫dx/(1−x²) = (1/2)ln|(1+x)/(1−x)|+C。
二、不定积分四大方法
- 凑微分法(第一类换元):∫f(φ(x))φ′(x)dx = ∫f(φ(x))dφ(x)。常用凑法:x dx = ½d(x²)、dx/x = d(ln x)、eˣdx = d(eˣ)、dx/√x = 2d(√x)、dx/(1+x²) = d(arctan x)。
- 换元法(第二类):三角换元(√(a²−x²)→x = a sin t;√(a²+x²)→x = a tan t;√(x²−a²)→x = a sec t);根式换元 t = ⁿ√(ax+b);倒代换 x = 1/t。
- 分部积分法:∫udv = uv − ∫vdu。选 u 口诀"反对幂指三"(排在前面的作 u)。循环积分(∫eˣsin x)移项解方程。
- 有理函数积分:部分分式法(真分式拆成最简分式之和);假分式先多项式除法。
三、定积分与反常积分的计算
- 重要结论(必须熟记):∫₋ₐᵃf = 0(奇)、= 2∫₀ᵃf(偶);∫₀^{π/2} sinⁿx dx = ∫₀^{π/2} cosⁿx dx = (n−1)!!/n!!·(π/2)(n 为偶时乘 π/2);周期函数积分 ∫ₐ^{a+T} = ∫₀^T;∫₀^π x f(sin x)dx = (π/2)∫₀^π f(sin x)dx。
- 华里士公式、区间再现(x → a+b−x)是定积分计算的两大杀器。
四、变限积分的计算与结论
- 变限求导公式;∫ₐˣ f(t)dt 与 f(x) 的关系网络(连续/间断/可导的相互判定)。
- ∫₀ˣ f(t)dt 的奇偶性:f 奇 ⟹ F 偶;f 偶 ⟹ F 奇(且 F(0) = 0)。
易错点
:分部选 u 顺序错;三角换元忘回代或忘写 C;反常积分瑕点漏判;∫dx/x 的绝对值;定积分换元时上下限没跟着变;周期函数积分区间化简时方向搞反。