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不定積分是大學數學中的重要內容,被積分函數多種多樣,文章將對有關三角函數的部分做一個梳理。
簡單三角函數不定積分
例如sinx的不定積分
sinx=(1-cos2x)/2
∫sinx dx
=∫(1-cos2x)/2 dx
=1/2 - 1/2·∫cos2xdx
=1/2 - 1/4·∫cos2xd(2x)
=1/2 - 1/4·sin2x+C
對於簡單的三角函數,我們需要牢記一些公式,如下
∫sinx dx = -cos x + C
∫cosx dx = sinx + C
∫tanx dx = ln |secx| + C
∫cotx dx = ln |sinx| + C
∫secx dx =ln |secx + tanx| + C
∫cscxdx = ln |cscx - cotx| + C
∫sinx dx =1/2x - 1/4 sin 2x + C
∫cosx dx =1/2 + 1/4sin2x + C
∫tanx dx =tanx – x + C
∫cotx dx =- cotx – x + C
∫secx dx =tanx + C
∫cscx dx =- cotx + C
以上公式在實際積分的應用,主要以配湊出目標函數,配湊出如下形式後,我們即可進行常規形式的積分。

三角換元法在積分中的應用
用三角換元主要有以下三種形式,其特點顯而易見,就是根號下平方和差形式,這時採用換元法即可去掉根號,簡化運算。

萬能代換除特殊情況,一般是不輕易使用的。因為我們可以看出,代換後函數形式實際是比較複雜的。

此外,還有以下三種情況,需要我們根據形式的判斷,選擇換元形式和配湊目標
首先分母分解因式。
然後拆分成各因式為分母的分式和,分子用待定係數
在有意義的情況下,是任何一個賦值都會滿足的,因為本身有理式的拆分就是一個恆等式求解的過程,也就是設a(x)=a(x),那麼你無論給左右兩邊取什麼值,只要這個值在a(x)的定義域內,該等式一定成立的。
而且如果不采用賦值法的話,就直接進行同分,最後我們用到的定理叫做多項式恆等定理,效果是一樣的。

不定積分與定積分之間的關系:
根據牛頓-萊布尼茨公式,許多函數的定積分的計算就可以簡便地通過求不定積分來進行。這裡要注意不定積分與定積分之間的關系:定積分是一個數,而不定積分是一個表達式,它們僅僅是數學上有一個計算關系。
一個函數,可以存在不定積分,而不存在定積分,也可以存在定積分,而沒有不定積分。連續函數,一定存在定積分和不定積分。
若在有限區間[a,b]上只有有限個間斷點且函數有界,則定積分存在;若有跳躍、可去、無窮間斷點,則原函數一定不存在,即不定積分一定不存在。