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定积分的计算-分部积分法

下一节:分段函数定积分的计算

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定积分的计算-分部积分法课程教案、知识点、字幕

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

微积分——极限理论与一元函数课程列表:

序言

-序言

--序言

第一章 实数与函数

-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

--函数定义与函数图形

--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

--函数的四则运算与复合运算

--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

--函数的有界性,奇偶性

--函数的周期性,单调性

--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

--极坐标系与点的极坐标,极坐标方程表示的几种曲线

--参数方程表示的几种曲线

第二章 极限论

-第一节 数列极限的概念与性质

--数列的概念,数列极限的概念(1)

--数列极限的概念(2)

--数列极限的性质及四则运算法则

--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

--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

--Bolzano定理与Cauchy收敛准则

--区间套定理与Bolzano定理

--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

--函数极限的四则运算与复合函数的极限

--夹逼定理与重要极限

-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

--无穷小量与无穷大量的概念与性质

--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

第三章 连续函数

-第一节 连续函数的概念与性质

--函数在一点连续的概念

--间断点的分类

--连续函数的性质

--连续函数的运算与初等函数的连续性

-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

--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

--一致连续的必要条件

--闭区间上连续与一致连续的等价性

-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

第四章 导数与微分

-第一节 导数与微分的概念

--导数的概念

--单侧导数、可导与连续的关系

--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

--复合函数的求导法(链导法则)

--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

--几种特殊函数的求导法

--参数方程求导法与对数求导法

--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

第五章 导数应用

-第一节 微分中值定理

--Fermat定理

--Rolle定理

--Lagrange中值定理

--Cauchy中值定理

-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

--带有Peano型余项的Taylor 公式

--带有Lagrange型余项的Taylor公式

--Maclaurin公式

--Taylor公式的应用(一)

--Taylor公式的应用(二)

-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

第六章 原函数与不定积分

-第一节 概念与性质

--原函数的概念

--原函数存在的充分条件

--6-1视频纠正

--原函数存在的必要条件

--不同原函数之间的关系

--不定积分的概念与性质

--简单函数求不定积分

-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

--四个特殊函数的不定积分

--有理分式函数的化简

--html

--有理分式函数的不定积分

--三角有理函数化成分式有理函数

--三角有理函数的不定积分

--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

第七章 定积分

-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

--变限积分所定义的函数

--Newton-Leibniz公式

--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

--定积分的计算-换元法

--定积分的计算-分部积分法

--分段函数定积分的计算

--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

--旋转体体积与表面积

--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

--非负函数无穷积分的收敛性

--一般函数无穷积分的收敛性

--其他无穷积分

--无界函数的反常积分---瑕积分

--无界函数、无界区间上的反常积分

--第七章 定积分--第七节思考与练习

第八章 级数

-第一节 数项级数的概念与性质

--8-1 数项级数的概念

--8-2 级数收敛的概念

--8-3 级数收敛的性质

--8-4 级数收敛的Cauchy准则

--8-5 正项级数的概念

--8-6 正项级数的比较判别法

--8-7 正项级数的比阶判别法

--8-8 正项级数的比值判别法

--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

--正项级数的根式判敛法

--正项级数的积分判别法

--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

--交错项级数判敛举例

--绝对值判敛法

--绝对收敛与条件级数收敛的性质

--绝对收敛级数的交换律

--条件收敛级数的Riemann定理

--第八章 级数--第三节 思考与练习

-第四节 函数级数

--函数项级数的概念、逐点收敛性

--函数项级数的一致收敛性-概念

--函数项级数的一致收敛性-判断

--一致收敛的函数项级数和函数的分析性质(1)

--一致收敛的函数项级数和函数的分析性质(2)

--一致收敛的函数项级数和函数的分析性质(3)

--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

--无穷可导函数的幂级数展开

--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

--奇函数与偶函数的形式Fourier展开和周期开拓

--其他函数的周期函数的形式Fourier展开

--Fourier级数的收敛性

--第八章 级数--第六节思考与练习

定积分的计算-分部积分法笔记与讨论

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