乘法积分

乘法积分


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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