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1+sinx分之一的不定积分
- 编辑:澹台固真
- 2025-08-30 18:47:43
- 来源:网易
【1+sinx分之一的不定积分】1. 不定积分答案
int frac{1}{1+sin x} , dx = tan x - sec x + C |
(其中 ( C ) 为积分常数,(sec x = frac{1}{cos x}))
2. 积分过程分析(表格形式)
步骤 | 具体操作 | 依据/公式 | 注意事项 |
第一步:分母有理化 | 分子分母同乘 (1 - sin x),得: [ int frac{1}{1+sin x} , dx = int frac{1 - sin x}{(1+sin x)(1 - sin x)} , dx ] | 平方差公式:((a+b)(a-b) = a^2 - b^2),分母 (1 - sin^2 x = cos^2 x)。 | 仅当 (1 - sin x neq 0) 时成立(即 (x neq frac{pi}{2} + 2kpi, k in mathbb{Z})),不影响积分结果。 |
第二步:拆分分式 | 分母化简为 (cos^2 x),拆分被积函数: [ int frac{1 - sin x}{cos^2 x} , dx = int left( frac{1}{cos^2 x} - frac{sin x}{cos^2 x} right) dx ] | 分式加减法法则:(frac{a - b}{c} = frac{a}{c} - frac{b}{c})。 | 拆分后便于分别积分,避免直接处理复杂分母。 |
第三步:分别积分 | 对两个积分分别计算: 1. (int frac{1}{cos^2 x} dx = int sec^2 x dx = tan x + C_1)(基本积分公式); 2. (int frac{sin x}{cos^2 x} dx),令 (u = cos x),则 (du = -sin x dx),即 (sin x dx = -du),积分变为 (int frac{-du}{u^2} = int -u^{-2} du = u^{-1} + C_2 = frac{1}{cos x} + C_2)(换元积分法,第一类换元法)。 | 1. 基本积分公式:(int sec^2 x dx = tan x + C); 2. 换元法:通过 (u = cos x) 降次,将 (sin x dx) 转化为 (-du)。 | 换元时注意符号:(sin x dx = -du),积分后需保留负号;(u^{-1} = frac{1}{cos x} = sec x)。 |
第四步:合并结果 | 将两个积分结果相减,合并常数项: [ tan x + C_1 - left( frac{1}{cos x} + C_2 right) = tan x - sec x + C ] | 积分常数合并:(C = C_1 - C_2)。 | 结果中 (sec x = frac{1}{cos x}),两种形式等价,可根据需要选择。 |