積分的加減乘除運(yùn)算法則
積分是常數(shù),是微積分學(xué)與數(shù)學(xué)分析里的一個(gè)核心概念,通常分為定積分和不定積分兩種。積分中的加減運(yùn)算法則指的是對兩個(gè)或多個(gè)函數(shù)進(jìn)行加減運(yùn)算的規(guī)則。
積分的加減乘除運(yùn)算法則
積分的加減乘除運(yùn)算法則如下:
1、加法法則:包括兩個(gè)重要公式。第一個(gè)公式是積分求和公式,即∫[a,b](f(x)+g(x))dx=∫[a,b]f(x)dx+∫[a,b]g(x)dx。第二個(gè)公式是積分的線性性,即∫[a,b](αf(x)+βg(x))dx=α∫[a,b]f(x)dx+β∫[a,b]g(x)dx,其中α、β為任意常數(shù)。
這意味著對于某一區(qū)間內(nèi)的兩個(gè)函數(shù),求它們的積分和時(shí),可以將兩個(gè)函數(shù)的積分分別求出后再相加;當(dāng)需要將某一區(qū)間內(nèi)的函數(shù)乘以一個(gè)常數(shù)后求積分時(shí),可以將該常數(shù)分別乘以函數(shù)的積分后再相加。
2、減法法則:與加法法則基本相同,只是在第一個(gè)公式中多了一個(gè)負(fù)號,即∫[a,b](f(x)-g(x))dx=∫[a,b]f(x)dx-∫[a,b]g(x)dx。這個(gè)公式意味著當(dāng)需要對某一區(qū)間內(nèi)的兩個(gè)函數(shù)進(jìn)行積分差時(shí),可以將該區(qū)間內(nèi)第二個(gè)函數(shù)的積分取相反數(shù)后再與第一個(gè)函數(shù)的積分相加。
3、乘法法則:用于求兩個(gè)函數(shù)的積的積分,其公式為∫[a,b]f(x)g'(x)dx=f(x)g(x)∣[a,b]-∫[a,b]f'(x)g(x)dx。這意味著當(dāng)需要求某一區(qū)間內(nèi)兩個(gè)函數(shù)乘積的積分時(shí),可以將其中一個(gè)函數(shù)的導(dǎo)數(shù)乘另一個(gè)函數(shù)的原函數(shù)后再減去另一個(gè)函數(shù)的導(dǎo)數(shù)乘第一個(gè)函數(shù)的原函數(shù)的積分。
4、除法法則:用于求兩個(gè)函數(shù)相除的積分,其公式為∫[a,b]f(x)g'(x)dx=ln|g(x)|∣[a,b]-∫[a,b]f'(x)ln|g(x)|dx。這意味著當(dāng)需要求某一區(qū)間內(nèi)兩個(gè)函數(shù)相除的積分時(shí),可以將被除數(shù)的導(dǎo)數(shù)乘以除數(shù)的倒數(shù)后求積分,再減去除數(shù)的導(dǎo)數(shù)乘以被除數(shù)除以除數(shù)的積分的自然對數(shù)值。
積分加減乘除的關(guān)系
研究函數(shù)微分與積分的目的和意義
加減乘除都是針對數(shù)的運(yùn)算,當(dāng)面對更復(fù)雜的問題時(shí),加減乘除就不夠用了,微分和積分是針對函數(shù)的運(yùn)算。
加減乘除對函數(shù)也是有效的,但是僅僅是逐點(diǎn)計(jì)算的,不是整體的運(yùn)算。
通過引入新的計(jì)算方式,即微分和積分,可以對函數(shù)在整體上進(jìn)行運(yùn)算從而得到一些新的函數(shù),這就拓展了以前的加減乘除的運(yùn)算。
高中積分乘除運(yùn)算法則
定積分有分步積分,公式∫udv=uv-∫vdu
沒有什么乘除法則
定積分沒有乘除法則,多數(shù)用換元積分法和分部積分法。
換元積分法就是對復(fù)合函數(shù)使用的:
設(shè)y=f(u),u=g(x)
∫f[g(x)]g'(x)dx=∫f(u)du
換元積分法有分第一換元積分法:設(shè)u=h(x),du=h'(x)dx
和第二換元積分法:即用三角函數(shù)化簡,設(shè)x=sinθ、x=tanθ及x=secθ
還有將三角函數(shù)的積分化為有理函數(shù)的積分的換元法:
設(shè)u=tan(x/2),dx=2/(1+u2)du,sinx=2u/(1+u2),cosx=(1-u2)/(1+u2)
分部積分法多數(shù)對有乘積關(guān)系的函數(shù)使用的:
∫uv'dx
=∫udv
=uv-∫vdu
=uv-∫vu'du
其中函數(shù)v比函數(shù)u簡單,籍此簡化u。是由導(dǎo)數(shù)的乘法則(uv)'=uv'+vu'推導(dǎo)過來的。
有時(shí)候v'=1的,例如求∫lnxdx、∫ln(1+x)dx等等。