一元函数积分学——第一类换元法
目錄寫在前面湊微分法原理幾種基本形式1、 ex型2、三角函數(shù)型3、1/x型4、xu型例題(千萬不要跳過啊)
寫在前面
昨天講到了不定積分,屬于積分學(xué)的入門,如果感到困難也沒關(guān)系。可以買習(xí)題書多練練題。總之基本積分公式是基礎(chǔ)。這一步走好了剩下的都不會太難。那么今天說說會了這些公式我們又該學(xué)習(xí)什么?顯然考研數(shù)學(xué)不可能只從基本公式里出題,還會涉及一些變化,那么我來講講第一點——湊微分法。也叫第一類換元積分法。
湊微分法原理
在學(xué)習(xí)湊微分法之前我們得先明白其內(nèi)在原理。
湊微分法其實就是復(fù)合函數(shù)求導(dǎo)的逆過程,復(fù)合函數(shù)求導(dǎo)后會產(chǎn)生兩個部分
外部函數(shù)f(...)的導(dǎo)數(shù)(外部函數(shù)是指原函數(shù)的最外層函數(shù))
中間變量g(x)的導(dǎo)數(shù)
湊微分法做的就是找出被積函數(shù)的中間變量g(x)和外部函數(shù)f(...),再把g(x)放到微分符號里面,函數(shù)部分只留下f(...)的導(dǎo)數(shù),這樣湊微分法就完成了。
看不懂可以看看圖,還是看不懂也沒關(guān)系,接下來我會帶大家看看實際的題,抽象理論不好懂,但是到了題中會好很多。
幾種基本形式
1、 ex型
這是最簡單的一種類型,在這一類型中,
e...就代表外部函數(shù)f(...)求導(dǎo)后的結(jié)果(e...求導(dǎo)后仍然是e...),
而指數(shù)就是中間變量g(x)也就是圖中紫色圈出的f(x)。這類題型的中間變量求導(dǎo)后的核心部分會和除了e...外的部分基本相同,最多系數(shù)不同要自己添加。
看幾道例題
第二題就是所謂的核心部分相同,但系數(shù)不同
第三題的意思是這種情況下如果指數(shù)部分(中間變量)求導(dǎo),核心部分不一樣那么一定是題錯了.XD
2、三角函數(shù)型
這一類的外部函數(shù)的f(...)的導(dǎo)數(shù)是sin.../cos...,中間變量就是x表示的部分.
同樣中間變量求導(dǎo)和除了sin.../cos...之外的核心部分最多系數(shù)不同,之后這一點就不會再講了,我想應(yīng)該也記住了.
推廣成一般形式:這里的f(x)也就是中間變量
同樣看幾道題
第一題就是中間變量求導(dǎo)核心變量完全相同,第二題就是核心部分原式的一半,需要在前面*2
3、1/x型
這一題型外部函數(shù)的導(dǎo)數(shù)是1/...,中間變量是分母部分。
同樣給幾道例題
最后一道第一次見可能比較頭疼,但可以看出它和1/...這種形式比較接近。接下來只需要找到中間變量g(x),實在看不出可以依次求導(dǎo),隨后就會發(fā)現(xiàn)lnlnx求導(dǎo)后恰好等于1/xlnx,這樣g(x)就找到了。套用1/x形式得出結(jié)果即可。
4、xu型
前面基本本分公式講到過這一公式,這屬于湊微分法中比較難的而一種類型,主要是涉及到根號會很難看出外部函數(shù)和中間變量。就如推廣的形式外部函數(shù)的導(dǎo)數(shù)是...1/2中間變量是f(x)。
看看題仔細(xì)體會
這道題初見可能會覺得束手無策。解題步驟還是一樣
看到根號可以先考慮外部函數(shù)為...1/2(別問我怎么知道用這種形式,問就是去熟悉基本積分公式!!!)
看看里面如何求導(dǎo)能湊成里面的形式(一個小技巧:一般求導(dǎo)后會更簡單)由此我們用分子求導(dǎo),發(fā)現(xiàn)剛好等于分母。這樣問題就解決了。
例題(千萬不要跳過啊)
又到了最重要的環(huán)節(jié),想要深化自己學(xué)的知識。光靠理解理論是不夠的。學(xué)一樣?xùn)|西要形成輸入->加工->輸出這一閉環(huán)才能真正學(xué)會,輸入的是理論,加工成自己能理解的話,而輸出就數(shù)學(xué)而言就是做題。
以下每一道題你可以先抄下來不要看答案,做完了看看那些不會!
那么開始之前:先提個習(xí)慣——做題三問,這道題考的那個公式???(該不會真以為有三個問題吧?知識三個問號而已XD,開個玩笑剩下兩個超哥還沒講)
上題
到這里為止不知道大家發(fā)現(xiàn)沒有我都是直接找出了外部函數(shù)f(....),那么中間變量自然而然的就知道了,這屬于進攻型解法如果遇到了一眼看不出外部函數(shù)的怎們辦呢?
其實之前基本形式已經(jīng)告訴大家,可以試試先找g(x),找出g(x)外部函數(shù)也就知道了,這就屬于防守型解法這一方法最重要的就是把握求導(dǎo)后更簡單這一基本方向。(其實也不準(zhǔn)確,三角函數(shù)求導(dǎo)后可能更復(fù)雜比如tanx求導(dǎo)等于sec2x。說成一部分可以由另一部分求導(dǎo)得出可能更合適,自己把握好就可以了)
在基礎(chǔ)階段對基本公式不太熟悉可以用這種方法。比如還是第九題
很容易發(fā)現(xiàn)2-3x2求導(dǎo)后和分子有關(guān),這樣就繞過了看出外部函數(shù)這一步驟,知道了g(x)外部函數(shù)的導(dǎo)數(shù)就自己體現(xiàn)出來了。
再舉個栗子
法1就是直接找出外部函數(shù)的導(dǎo)數(shù),g(x)也就知道了
法2通過求導(dǎo)找到了g(x),寫成標(biāo)準(zhǔn)形式后外部函數(shù)的導(dǎo)數(shù)就體現(xiàn)出來了
好了咱繼續(xù)
這里再啰嗦一下
繼續(xù)出題
最后兩道稍微難點兒
最后一道會了可以自己編題hhh
好啦第一類換元法就講到這里啦,如果這些題都能一下做出來了就可以找找真題寫寫啦。
剩下的還沒看,有空再寫吧。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的一元函数积分学——第一类换元法的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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