一、原函数
定义1如果对任一xI,都有F(x)f(x)或dF(x)f(x)dx
则称F(x)为f(x)在区间I上的原函数。
例如:(sinx)cosx,即sinx是cosx的原函数。[ln(xx2)
原函数存在定理:如果函数f(x)在区间I上连续,则f(x)在区间I上一定有原函数,即存在区间I上的可导函数F(x),使得对任一xI,有F(x)f(x)。
注1:如果f(x)有一个原函数,则f(x)就有无穷多个原函数。
设F(x)是f(x)的原函数,则[F(x)C]f(x),即F(x)C也为f(x)的原函数,其中C为任意常数。
注2:如果F(x)与G(x)都为f(x)在区间I上的原函数,则F(x)与G(x)之差为常数,即F(x)G(x)C(C为常数)
注3:如果F(x)为f(x)在区间I上的一个原函数,则F(x)C(C为任意常数)可表达f(x)的任意一个原函数。
1x2,即ln(xx2)是1x2的原函数。
二、不定积分
定义2在区间I上,f(x)的带有任意常数项的原函数,成为f(x)在区间I上的不定积分,记为f(x)dx。
如果F(x)为f(x)的一个原函数,则
f(x)dxF(x)C,(C为任意常数)
三、不定积分的几何意义
图5—1设F(x)是f(x)的一个原函数,则yF(x)在平面上表示一条曲线,称它为f(x)f(x)的不定积分表示一族积分曲线,它们是由f(x)的某一条积分曲线沿着y轴方向作任意平行移动而产生的所有积分曲线组成的.显然,族中的每一条积分曲线在具有同一横坐标x的点处有互相平行的切线,其斜率都等于f(x).
在求原函数的具体问题中,往往先求出原函数的一般表达式yF(x)C,再从中确定一个满足条件y(x0)y0(称为初始条件)的原函数yy(x).从几何上讲,就是从积分曲线族中找出一条通过点(x0,y0)的积分曲线.
四、不定积分的性质(线性性质)
[f(x)g(x)]dxf(x)dxg(x)dx
k为非零常数)kf(x)dxkf(x)dx(
五、基本积分表
∫adx=ax+C,a和C都是常数
∫x^adx=[x^(a+1)]/(a+1)+C,其中a为常数且a≠-1∫1/xdx=ln|x|+C
∫a^xdx=(1/lna)a^x+C,其中a>0且a≠1
∫e^xdx=e^x+C
∫cosxdx=sinx+C
∫sinxdx=-cosx+C
∫cotxdx=ln|sinx|+C=-ln|cscx|+C
∫tanxdx=-ln|cosx|+C=ln|secx|+C
∫secxdx=ln|cot(x/2)|+C
=(1/2)ln|(1+sinx)/(1-sinx)|+C
=-ln|secx-tanx|+C=ln|secx+tanx|+C
∫cscxdx=ln|tan(x/2)|+C
=(1/2)ln|(1-cosx)/(1+cosx)|+C
=-ln|cscx+cotx|+C=ln|cscx-cotx|+C
∫sec^2(x)dx=tanx+C
∫csc^2(x)dx=-cotx+C
∫secxtanxdx=secx+C
∫cscxcotxdx=-cscx+C
∫dx/(a^2+x^2)=(1/a)arctan(x/a)+C
∫dx/√(a^2-x^2)=arcsin(x/a)+C
∫dx/√(x^2+a^2)=ln|x+√(x^2+a^2)|+C
∫dx/√(x^2-a^2)=ln|x+√(x^2-a^2)|+C
∫√(x^2-a^2)dx=(x/2)√(x^2-a^2)-(a^2/2)ln|x+√(x^2-a^2)|+C∫√(x^2+a^2)dx=(x/2)√(x^2+a^2)+(a^2/2)ln|x+√(x^2+a^2)|+C∫√(a^2-x^2)dx=(x/2)√(a^2-x^2)+(a^2/2)arcsin(x/a)+C
六、第一换元法(凑微分)
设F(u)为f(u)的原函数,即F(u)f(u)或f(u)duF(u)C如果u(x),且(x)可微,则dF[(x)]F(u)(x)f(u)(x)f[(x)](x)dx
即F[(x)]为f[(x)](x)的原函数,或
f[(x)](x)dxF[(x)]C[F(u)C]u(x)[f(u)du]因此有
定理1设F(u)为f(u)的原函数,u(x)可微,则
f[(x)](x)dx[f(u)du]
公式(2-1)称为第一类换元积分公式。u(x)u(x)(2-1)
f[(x)](x)dxf[(x)]d(x)[f(u)du]u(x)
1f(axb)d(axb)1[f(u)du]f(axb)dxuaxb
一、不定积分的概念和性质
若F(x)f(x),则f(x)dxF(x)C,C为积分常数不可丢!
性质1f(x)dxf(x)或df(x)dxf(x)dx或
df(x)dxf(x)dx
性质2F(x)dxF(x)C或dF(x)F(x)C
性质3[f(x)g(x)]dx
或[f(x)g(x)]dx
二、基本积分公式或直接积分法
基本积分公式f(x)dxg(x)dxg(x)dx;kf(x)dxkf(x)dx.f(x)dx
kdxkxC
dx1x1C(为常数且1)1xdxlnxCax
edxeCadxlnaC
cosxdxsinxCsinxdxcosxC
dxdx22tanxCsecxdxcsccos2xsin2dxcotxC
secxtanxdxsecxCcscxcotxdxcscxC
dxarctanxCarccotx
C1x2arcsinxC(arccosxC)
直接积分法:对被积函数作代数变形或三角变形,化成能直接套用基本积分公式。代数变形主要是指因式分解、加减拆并等;三角变形主要是指三角恒等式。
三、换元积分法:
1.第一类换元法(凑微分法)
g(x)dxf((x))(x)dxf((x))d(x)
注(1)常见凑微分:
u(x)f(u)du[F(u)C]u(x).
111dxd(axc),xdxd(x2c),2dc),dxd(ln|x|
c)a2x1dxd(arctanx)d(arccotxd(arcsinx)d(arccosx)1+x2
(2)适用于被积函数为两个函数相乘的情况:
若被积函数为一个函数,比如:e2xdxe2x1dx,若被积函数多于两个,比如:sinxcosx1sin4xdx,要分成两类;
(3)一般选择“简单”“熟悉”的那个函数写成(x);
(4)若被积函数为三角函数偶次方,降次;奇次方,拆项;
2.第二类换元法
f(x)d(t)f((t))(t)dtf((t))(t)dtt1(x)G(t)Ct1(x)常用代换类型:
(1)对被积函数直接去根号;
(2)到代换x1;t
(3)三角代换去根号
x
atantxasect、
xasint(orxacost)
f(xdx,t
f(,x
asect
f(,xasint
f(,xatantf(ax)dx,ta
x
f(,t
三、分部积分法:uvdxudvuvvduuvuvdx.
注(1)u的选取原则:按“反对幂三指”的顺序,谁在前谁为u,后面的为v;
(2)uvdx要比uvdx容易计算;
(3)适用于两个异名函数相乘的情况,若被积函数只有一个,比如:
arcsinx1dx,
u
v
(4)多次使用分部积分法:uu求导vv积分(t;
《复变函数与积分变换》是电气技术、自动化及信号处理等工科专业的重要基础课,也是重要的工具性课程。本课程包括两部分内容:复变函数和积分变换。复变函数与积分变换的学习是为以后学习工程力学、电工学、电磁学、振动力学及无线电技术等奠定基础。
教学过程、方法及教学效果
1、命题分析
命题符合教学大纲基本要求,知识点覆盖面广,难易适中。重点考查了学生的基本概念、基本理论和技能的掌握程度以及综合运用能力。命题表述简明、准确,题量适中。
2、答题分析
绝大多数同学学习态度较好、学习积极性较高,能认真备考,掌握了相关的基本知识点,和相关题目的运算。从学生的考试情况来看,总体来说效果是比较好的。
3、成绩分析
学生总数104平均分
4、教学效果
总体情况比较理想,同学们普遍感觉对该课程的相关理论有了一定的了解,基本掌握了本课程的相关知识。
存在的不足及改进措施
在今后的教学中,尤其要加强教学内容与专业相结合,使学生更有兴趣学习这门课程,对教材进行适当的处理,调整讲解顺序,抓住关键知识点,在课堂上加大对学生训练的力度。课后及时批改学生作业,及时讲评并解答学生的各种疑难问题。
教改建议
学时相对较少,概念和理论不能深入展开讲解;应适当增加学时,以增加习题课的教学,使学生能够更牢固掌握该门课程。
90~100分(优)80~89分(良)167226优秀率70~79分(中)1315%60~69分(及)0~59分(不及)35及格率1487%