分部积分法教案_分部积分法说课
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分部积分法
教学目的:使学生理解分部积分法,掌握分部积分法的一般步骤及其应用。重点:分部积分法及其应用
难点:在分部积分法中,要恰当的选取u和v 教学方法:讲练法 0 回顾
上几节课我们学习了不定积分的求法,要求我们①熟记基本初等函数积分公式表②熟练、灵活的运用第一换元积分法(凑微法)③熟练、灵活的运用第二换元积分法。
凑微法:实质是在被积函数中凑出中间变量的微分;
f(x)dxf[(x)]'(x)dx
f[(x)]d[(x)] f(u)du
令u(x)
F(u)C
F[(x)]C第二换元积分法:关键是通过适当的变量替换x(t),使得难求的积分易求
f[(t)]'(t)dt f(x)dx令x(t)f[(t)]d(t)
F[(t)]C
F(x)C1引入
用我们已经掌握的方法求不定积分xcosxdx
分析:①被积函数为两函数的乘积不是基本的积分公式。
②凑微法失效。xcosx
③第二类换元积分法 解:不妨设 cosxt
原方程tarccost则xarccost
11t2dt更为复杂
所以凑微法和第二换元积分法都失效。
反之考虑,两函数乘积的积分不会,但两函数乘积的求导我们会,比如:(假设u、v为两个函数)已知:
(uv)'u'vuv' 对上式两边积分得:uvu'vdxuv'dx 移项得:
uv'dxuvu'vdx
观察上式发现被积函数也是两函数乘积的形式,注意:uv'dx中v’为导数形式。故,我们可以尝试来解一下上面的积分。
xcosxdx先要化的和要求积分的形式一样
x(sinx)'dxxsinxx'sinxdxxsinxcosxC
真是:山重水复疑无路,柳暗花明又一村。通过上面的方法,我们顺利的解决两函数乘积的积分。其实上面的公式正是这一节课要讲述的“分部积分法”。公式
2.1定理
设函数uu(x)和vv(x)及都具有连续的导数,则有分部积分公式:
uv'dxuvu'vdx(或udvuvvdu)
说明:①两函数的积分等于将其中一个放在d里后,里外相乘减去换位的积分。
②内外积减去换位“积”。
③步骤:a、放d中,b、套公式。
2.2 例 1求不定积分xsinxdx
解: xsinxdx
①放d中②套公式xsinxdxxd(cosx)
xcosxcosxdxxcosxsinxCU、V的选取问题
x
例 2 求不定积分exdx
解:
exxdx1exd(x2)112x 2xxexde2211x2exexx2dx22容易发现使用分部积分公式后,变得更加复杂了,是我们的公式用错了吗?不妨换个角度看问题:
xexdx
xdexxexexdxxexexC
发现问题解决了,问题出在哪里?观察发现,这两种做法的不同之处在于把谁放在d里,换句话说就是则样选择u和v的问题,由上面的例看出运用分部积分公式时恰当的选择u和v是十分重要的,选对了可以轻松解题,选错了,轻则解题复杂,重则解不出结果。那么应该如何选取u和v的呢?
我们来看一下公式udvuvvdu,要把v放在d中首先要对v积分,所以v要便于积分;而u要进行求导,所以u便于求导;实际上关键是v,v定了,u怎然定了。所以U、V选取的原则是:v便于积分,u便于求导。
例3 求不定积分xlnxdx
分析:对于x和lnx来说明显的x便于积分,故选lnx 做u xlnxdx1lnxd(x2)2121 xlnxxdlnx
2211x2lnxxdx2211x2lnxx2C2实际上在选取v时是相对的,两个函数中更便于积分的做v,我们列出了一个积分从难到易顺序:反、对、幂、三、指;一般在做题的时候我们选取后面的做v.4 例题讲解
例 4 求不定积分lnxdx
分析:此为一个函数的积分,当然不能使用凑微法、换元法积分,可是不满足两函数乘积,能否用分部积分公式呢?其实只需要将被积函数看作1lnx即可。
解: lnxdxlnxdx
xlnxxdlnxxlnxxC
结论:学习数学重要的是记忆、理解公式,更重要的是灵活应用。
2x
例 5 求不定积分xedx 解:
xedxxde22xxx2ex2xexdx再次使用分部积分公式x2ex2xdexx2ex2(xexexdx)x2ex2xexexC结论:分部积分公式是可以重复使用的。
x
例 6求不定积分esinxdx
解:
esinxdxsinxde
xxxesinxecosxdxexsinxexcosxexsinxdxx
x好像进入了死胡同,实则不然,令esinxdxI,则上式变为:
IexsinxexcosxI
则2Iesinxecosxxx
I1x(esinxexcosx)C
2问题得以解决。故要灵活的处理问题。小结
1、分部积分的公式
2、U、V的选取
3、灵活的使用公式