2024年5月2日发(作者:)
乘法的积分
在传统教科书上形如
f(x)g(x)dx
的积分一般采用分部积分法,这种方
法过于抽象,过于逻辑化,不适合电大学生,这里介绍乘法的表格算
法,它直观,机械,易学,是积分学理论的重大贡献。
一.
乘法积分的表格形式
乘法积分的表格形式固定为三列,三列的次序固定,不能随便更
改,第一列为符号列,第二列为求导列,第三列为积分列。
二.
乘法积分的计算步骤
1.列表
第一步:在
f(x)g(x)dx
中选择
f(x
)准备求导,选择g(x)准备积
分,作表格如下:
符号列 求导列 积分列
f (x) g (x)
f
/
(x)
g(x)dx
第二步:添箭头:
从求导列到积分列添箭头,相邻两行间用左上右下的斜箭头,最
后一行用横箭头,形成如下的形状:
符号列 求导列 积分列
f (x) g (x)
f
/
(x)
g(x)dx
第三步:添符号:符号正负相间,第一行添“+”号,第二行
添“-”号,如此类推….. 形成如下的形状
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符号列 求导列 积分列
+
f (x) g (x)
-
f
/
(x)
g(x)dx
2. 写结果,规律如下:
①每个箭头表示一项,所有项相加
②斜箭头表示积分计算的部分结果,由箭头右端函数,箭头左
端函数以及前面的符号三部分相乘得到;横箭头表示积分,被积
函数由箭头右端函数,箭头左端函数以及前面的符号三部分相乘
得到
三.
例题
例1. 计算
x
2
e
x
dx
解:[第一步] 选择x
2
用于求导,
e
x
用于积分,列表
符号列 求导列 积分列
x
2
e
x
[第二步] 按横栏提示逐行计算,成如下形状:
符号列 求导列 积分列
x
2
e
x
2x
e
x
2
e
x
0
e
x
…………………..(*)
[第三步],添箭头,添符号成如下形状:
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符号列 求导列 积分列
+ x
2
e
x
- 2x
e
x
+ 2
e
x
- 0
e
x
[第四步] 写结果
∴
x
2
e
x
dx
= x
2
e
x
+(-2x
e
x
)+2
e
x
+
0dx
= x
2
e
x
+-2x
e
x
+2
e
x
+c
你不应该像看小说那样看以上过程,而是应该拿起笔和我们一起
运算,,边算边想,你也许注意到[第二步] (*)处多少让你不踏实,
应为0还可以求导,
e
x
还可以积分,没完没了,奈何?
三种刹车机制
乘法积分中出现下列三种情形之一时,[第二步] (*)运算停止
1.
2.
3.
例2.
求导数到0时
横乘为基本函数时
横乘与原积分同形时。
计算
xsinxdx
符号列 求导列 积分列
x sinx
1 -cosx
0
-sinx………………..(*)
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由于求导数为0,所以表格计算结束(因为0还能求导,
-sinx还能积分,如此便没完没了…….,编程中必须结束,让
计算机停止这类运算)
添箭头,添符号成如下形状:
符号列 求导列 积分列
+ x sinx
- 1 -cosx
+ 0 -sinx…
所以
xsinxdx
= -xcosx + (-)(-sinx) +
0dx
= -xcosx + sinx)+c
例3.
计算
xlnxdx
解:注意到这是乘法的积分,故采用列表法计算
符号列 求导列 积分列
x lnx
如果像上面这样设置,x求导痛快了,但
lnxdx
不容易,这种
设置就是失败的。设置时要求求导。积分都要简单易行。故该设置如
下:
符号列 求导列 积分列
lnx x
1
x
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1
2
x
………………(*)
2
此时表格运算应停下来,因为横乘起来*
x
2
=
x
是基本函数。
添箭头,添符号成如下形状:
符号列 求导列 积分列
+ lnx x
1
x
1
2
1
2
-
x
2
11
x2
11
=
x
2
lnx -
x
2
+c
24
1
x
1
2
所以
xlnxdx
=
x
2
lnx +
()*x
2
dx
1
2
同理可计算
x
k
lnxdx
这类积分
例4.
计算
e
x
cosxdx
解:注意到这是乘法的积分,故采用列表法计算
符号列 求导列 积分列
e
x
cosx
e
x
sinx
e
cosx…………..(*)
x
-
此时表格运算应停下来,因为横乘起来表示积分=
e
x
cosxdx
与原积
分同形,只是系数不同。
添箭头,添符号成如下形状:
符号列 求导列 积分列
+ e
x
cosx
- e
x
sinx
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+ e
x
- cosx
所以
e
x
cosxdx
= e
x
sinx+ (-)e
x
(- cosx)+
e
x
cosxdx
∴ = e
x
sinx + e
x
cosx -
e
x
cosxdx
移项:有2
e
x
cosxdx
= e
x
sinx + e
x
cosx
e
x
cosxdx
= (e
x
sinx + e
x
cosx)+c
1
2
(学习的目的是增长知识,提高能力,相信一分耕耘一分收获,努力
就一定可以获得应有的回报)
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