2.基本积分公式表
(1)∫0dx=C
(2)=ln|x|+C
(3) (m≠-1,x>0)
(4) (a>0,a≠1)
(5)
(6)∫cosxdx=sinx+C
(7)∫sinxdx=-cosx+C
(8)∫sec2xdx=tanx+C
(9)∫csc2xdx=-cotx+C
(10)∫secxtanxdx=secx+C
(11)∫cscxcotxdx=-cscx+C
(12)=arcsinx+C
(13)=arctanx+C
注.(1)不是在m=-1的特例.
(2)=ln|x|+C ,ln后面真数x要加绝对值,原因是(ln|x|)' =1/x.
事实上,对x>0,(ln|x|)' =1/x;若x<0,则
(ln|x|)' =(ln(-x))' =.
(3)要特别注意与的区别:前者是幂函数的积分,后者是指数函数的积分.
下面我们要学习不定积分的计算方法,首先是四则运算.
6. 复合函数的导数与微分
大量初等函数含有复合函数的成分,它们的导数与微分计算法则具有特别重要的意义.
定理.(链锁法则)设z=f(y),y= (x)分别在点y0= (x0)与x0可导,则复合函数z=f[ (x)]在x0可导,且
或(f o )' (x0)=f '(y0) '(x0).
证.对应于自变量x0处的改变量 x,有中间变量y在y0= (x0)处的改变量 y及因变量z在z0=f(y0)处的改变量 z,(注意 y可能为0).现
z=f (y0) y+v, y= (x0) x+u,
且令,则v= y,(注意,当 y=0时,v= y仍成立).y在x0可导又蕴含y在x0连续,即 y=0.于是
=f '(y0) '(x0)+0 '(x0)=f '(y0) '(x0)
为理解与记忆链锁法则,我们作几点说明:
(1) 略去法则中的x=x0与y=y0,法则成为公式
,
其右端似乎约去dy后即得左端,事实上,由前面定理的证明可知,这里并不是一个简单的约分过程.
(2) 计算复合函数的过程:x y z
复合函数求导的过程:z y x
:各导数相乘
例2.3.15 求y=sin5x的导数.
解.令u=5x,则y=sinu.于是
y' ==cosu 5=5cos5x.
例2.3.16 求y=lncosx的导数.
解.令u=cosx,则y=lnu.于是
y' = .
例2.3.17 求幂函数y=xm的导数,m为任意实数.
解.因y=,令u=mlnx,则y=eu.
y' ==eu m
m是正整数n时,即例2.3.2.
(3) 链锁法则可以推广到多层次中间变量的复合函数:
复合函数的求值: x y z u…v w
复合函数的求导:w v…u z y x
:各导数相乘
(4) 在熟练掌握链锁法则以后,为简便写法,中间变量v,u,z,y等可不必写出,只要做到心中有数.
例2.3.18 求的导数
解.
= .
(5) 链锁法则的微分形式是:df( (x))=f ( (x))d (x)
例2.3.19 求函数 y= 的微分
解.dy =dsin2x= 2sinxdsinx
= 2sinx cosxdx= sin2xdx .
思考题.请你仔细研究例2.3.18的解题过程,函数的构成除由基本初等函数复合之外还包含四则运算,因此求导的过程也应遵循四则运算与链锁法则,两个方面必须同时考虑.
5. 导数与微分的四则运算
设u=u(x),v=v(x)为可导函数,c是常数,则有
公式(1) (u v)' = u' v',d(u v) = du dv.
公式(2) (uv)' = u' v+uv',d(uv) = vdu+udv.
公式sec cot csc 表示什么(3) (cu)' = cu',d(cu) = cdu.
公式(4) ,(v 0).
点击此处看公式(1)-(4)的证明.
例2.3.11 求y=tanx的导数
解.(tanx)' =
==sec2x.
同理可得(cotx)' = csc2x.
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