当前课程知识点:微积分——极限理论与一元函数 > 第七章 定积分 > 第四节 定积分的换元积分法与分部积分法 > 定积分的计算-分部积分法
不定积分有分部积分法
那么我们现在到定积分
它也有分部积分法
分部积分法
那么我们回过头去再想一想
不定积分的分部积分法指的是
u(x)dv(x)就可以写成u(x)乘上v(x)
减去v(x)du(x)
那么我们把它改写一下
所谓定积分的分部积分法
不就是从a到b的积分吗
牛顿莱布尼兹公式从a到b
从a到b
所以我们把不定积分的分部积分法
稍微修改一下
就可以变成了定积分的分部积分法
我们找一个例题来看看
要求0到二分之一arcsinxdx
我们知道对于那些函数
比如说logarcsinarctan这类函数
它总的性质是函数复杂
但是它的导数相对简单
那么最好的办法就是分部积分法
我们把这个函数叫做u(x)
x这个函数叫做v(x)
根据分积分的方法
就等于u(x)乘上v(x)
按惯例x写在前面
乘上arcsinx0到二分之一
再减去0到二分之一
x乘上arcsinx的导数
1除以根号1减x的平方dx
所以通过分部积分法
我们把这么一个原来看上去不太好算的一个定积分
换成了一个牛顿莱布尼兹公式形式下的这么一个数
再减去这个积分就看上去好做很多
那个数等于什么东西
这个数就等于12分之π减去0到二分之一
x除以根号1减x的平方的dx
我们来看看我们只要把这么一个定积分算出来
再减一下的话
就是原来我们要算的这么一个定积分
我们现在来重新估算一下
我们看看x除以根号1减x的平方dx
那就等于二分之一的dx平方根号1减x平方
好我们就可以知道
就等于负的根号1减x的平方这是原函数之一
上限下限往里面放x取0x取二分之一
也就等于1减去2分之根号3
那么我把这个1减2分之根号3这个数值代进去
就构成了我们原来要算的arcsinx
从0到二分之一2这么一个定积分
所以这是分部积分法
类似的办法我们还可以处理这么一类问题
比如说0到πe的xsinxdx
我们可以写成0到πsinxde的x次方
就等于e的xsinx
x取0
x取π
减去0到π上的积分e的x
sinx导数是cosxdx
再分部积分一次
同样我们可以把
我们原来分部积分一次把e的xsinx
这么一个函数的定积分
变成了e的xcosx这个函数的定积分
再分部积分一次的话
我们同样可以把e的xcosx的定积分
再变回到e的xsinx定积分
然后利用等式的话
我们可以把这个值
就通过求方程的办法给它算出来
好我们最后做一道题
用分部积分的办法求这么一个定积分
0到二分之πsinn次方xdx
其中n是正整数
我们知道当n取0的时候I0是知道的
因为sinn次方0次方呢
n=0的时候正好等于1
所以I0就等于二分之π
I1我们也可以算出来它就等于1
那么我们来看看In
In就等于从0到二分之πsinn次方xdcosx
加一个负号
减一次方
我们把前面那个函数叫做u(x)
把后面这个函数叫做v(x)
那么分部积分的方法告诉我们
这就等于负的sin的n-1次方x乘上cos的x
0到二分之π
原来分部积分后面加负号
前面有负号了之后
变成加上从0到二分之π
v(x)是cosx乘上
u(x)是sin的n-1次方x
sin n-1次方
它的导数就等于n-1乘上sin的n-2次方x
再乘上cosxdx
无论x取0也好x取二分之π也好
这个函数的值始终是等于0的
所以前面那一项等于0
后面那一项我把n-1拿出来之后
变成从0到二分之π的积分
cos的平方cos乘cos是cos的平方
cos平方是1减去sin平方x
乘上sin的n-2次方xdx
我们把它写开
一写开了之后我们可以知道
就等于n-2乘上
第一项是sin的n-2次方的x就是I的n-2
第二项是sinn-2次方再乘上sin的平方
再减去I的n
所以我们可以知道
n倍的In就等于n-1乘上I的n-2
或者说In就等于n-1除以nI的n-2
这就是我们这么一个In的递推公式
可以看出来In可以用In-2来表示
n-2可以用n-4来表示
一直往下倒推下去
可以推到不是I0就是I1
所以我们又分成n是偶数
n是偶数的时候
或者说n等于两倍的m
是一个偶数的时候
那么I2m就等于2m-1除以2m
乘上I2(m-1)
还可以接着往下做
2m-1乘上2m-3除以2m乘上2m-2
乘上I2(m-2)
等于一直可以做下去
等于什么东西
等于2m-1一直乘乘到3乘到1
除以2倍的m乘乘到2
下面是上面全是奇数的连乘
下面全是偶数的连乘
再乘上I0
I0正好是等于二分之π
有的时候我们把上面那个分子
13579一直乘
所有奇数的连乘
我们把它记成2m-1的双阶乘
所有的偶数的连乘
就变成2m的双阶乘
所以最后我们可以知道
当n是偶数的时候
是2m-1的双阶乘
除以2m的双阶乘乘上二分之π
那么同样当n是奇数的时候
就是说n等于2m+1
这时候我们可以知道
I2m+1就可以写成2m除以2m+1
乘上I2(m-1)再加1
那么这件事情还可以接着往下做下去
最后可以得到2m的双阶乘
分母是2m+1所有的奇数的乘积
乘上I1
I1等于1
所以通过分部积分的办法
我们可以把这么一个包含有正整数n的
sinn次方从0到二分之π的这么一个定积分
分n是偶数n是奇数最后把它整个一个完整的公式
就可以给它表达出来
-序言
--序言
-第一节 实数集的界与确界
--实数集的界
--实数集的确界
-第一节思考与练习
--思考题
--练习题
-第二节 函数的概念
--分段函数与隐函数
-第二节思考与练习
--思考题
--练习题
-第三节 函数的运算
--函数的反函数
-第三节思考与练习
--思考题
--练习题
-第四节 函数的初等性质
--函数的凸性
-第四节思考与练习
--思考题
--练习题
-第五节 初等函数
--初等函数
-第五节思考与练习
--思考题
--练习题
-第六节 极坐标方程与参数方程表示的几种曲线
-第一节 数列极限的概念与性质
--无穷大量
-第一节思考与练习
--思考题
--第二章 极限论--第一节思考与练习
-第二节 数列极限存在的充分条件
--单调有界收敛定理
-第二节思考与练习
--思考题
--第二章 极限论--第二节思考与练习
-第三节 Bolzano定理与Cauchy收敛准则
-第三节思考与练习
--思考题
--第二章 极限论--第三节思考与练习
-第四节 函数极限的概念与性质
--函数极限的概念
--函数极限的性质
-第四节思考与练习
--思考题
--第二章 极限论--第四节思考与练习
-第五节 函数极限的运算
-第五节思考与练习
--思考题
--第二章 极限论--第五节思考与练习
-第六节 无穷小量及其(阶的)比较
--无穷小量的比较
-第六节思考与练习
--思考题
--第二章 极限论--第六节思考与练习
-第一节 连续函数的概念与性质
--间断点的分类
--连续函数的性质
-第一节 思考与练习
--思考题
--第三章 连续函数--第一节 思考与练习
-第二节 闭区间上连续函数的性质
-第二节 思考与练习
--思考题
--第三章 连续函数--第二节 思考与练习
-第三节 函数的一致连续性
--一致连续的概念
-第三节 思考与练习
--思考题
--第三章 连续函数--第三节 思考与练习
-第一节 导数与微分的概念
--导数的概念
--导数的几何意义
--微分概念
-第一节 思考与练习
--思考题
--第四章 导数与微分--第一节 思考与练习
-第二节 导数与微分的运算
--导数的四则运算
--反函数求导法
-第二节 思考与练习
--思考题
--第四章 导数与微分--第二节 思考与练习
-第三节 几种特殊函数的求导法、高阶导数
--高阶导数
-第三节 思考与练习
--思考题
--第四章 导数与微分--第三节 思考与练习
-第一节 微分中值定理
--Fermat定理
--Rolle定理
-第一节 思考与练习
--思考题
--第五章 导数应用--第一节 思考与练习
-第二节 L'Hospital 法则
--0/0型不定式
--∞/∞型不定式
--其他形式的不定式
-第二节 思考与练习
--思考题
--第五章 导数应用--第二节 思考与练习
-第三节 函数的单调性与极值
--函数的单调性
--函数的极值
--函数最值的求法
-第三节 思考与练习
--思考题
--第五章 导数应用--第三节 思考与练习
-第四节 函数的凸性与拐点
--函数凸性的判别法
--拐点
--曲线的渐近性
-第四节 思考与练习
--思考题
--第五章 导数应用--第四节 思考与练习
-第五节 Taylor 公式
-第五节 思考与练习
--思考题
--第五章 导数应用--第五节 思考与练习
-第一节 概念与性质
--原函数的概念
--6-1视频纠正
-第一节思考与练习
--思考题
--第六章 原函数与不定积分--第一节思考与练习
-第二节 换元积分法
--第一换元法
--第二换元法
-第二节思考与练习
--思考题
--第六章 原函数与不定积分--第二节思考与练习
-第三节 分部积分法
--分步积分法
-第四节 有理函数的积分
--html
--第六章 原函数与不定积分--第四节思考与练习
-第五节 简单无理式的积分
--无理函数的有理化
--第六章 原函数与不定积分--第五节思考与练习
-第一节 积分概念与积分存在条件
--定积分的概念
-- 函数的可积性
--第七章 定积分--第一节思考与练习
-第二节 定积分的性质
--定积分的性质
--定积分性质的应用
-第三节 变上限积分与Newton—Leibniz公式
--变上限积分
--复合变限积分
--定积分的计算
--第七章 定积分--第三节思考与练习
-第四节 定积分的换元积分法与分部积分法
--第七章 定积分--第四节思考与练习
-第五节 定积分的几何应用
--平面区域的面积
--曲线的弧长
--平面曲线的曲率
--第七章 定积分--第五节思考与练习
-第六节 定积分的物理应用
--物理应用简介
-第七节 反常积分
--反常积分
--其他无穷积分
--第七章 定积分--第七节思考与练习
-第一节 数项级数的概念与性质
--第八章 级数--第一节 思考与练习
-第二节 正项级数的收敛判别法
--第八章 级数--第二节 思考与练习
-第三节 任意项级数
--交错项级数
--绝对值判敛法
--第八章 级数--第三节 思考与练习
-第四节 函数级数
--第八章 级数--第四节 思考与练习
-第五节 幂级数
--Abel判别法
--收敛半径与收敛域
--幂级数的分析性质
--幂级数求和
--第八章 级数--第五节思考与练习
-第六节 傅里叶级数
--三角函数的正交性
--第八章 级数--第六节思考与练习