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高等数学-求积分的一些方法(V 三角换元法)

2020-11-26 18:32 作者:EnemyIncoming  | 我要投稿

原理

     对于形如

或者如果你遇到类似于

的积分,我们可以使用三角换元法求积分,通过该方法我们可以得到一些基本的积分公式(熟记)

eg1:

我们怎么解决?

观察分母,我们可以构造一个三角形


不难得出

因此代入式子就有:

其中

代入原式得到:

eg2:

首先,构造一个直角三角形:

然后根据

可以设边和夹角:

为什么这么设呢?大家可以根据勾股定理(毕达哥拉斯定理)看看这么设的原因是什么。

即可得到关系:

代入到不定积分,化简得到:


然后可以计算了?

不行,注意到dx没有?

这个dx表示对x积分,可是现在我们把变量换成了θ,因此我们要把dx变成dθ

幸运的是,因为

所以有

代入,得到

不难得到:

又因为

所以

即:


所以三角换元就是根据分子分母,构造出(x^2±y^2)^a的式子,然后构造三角形得出x与θ的关系,将多项式积分转换为三角函数积分解决问题


趁热打铁

eg1.


先构造三角形

得到

那么就有:

当然结果也可以写成

因为从三角形可以看出来

eg2.

不同寻常的是,分母给的是一个完整的一元二次方程,所以我们需要用到配方法,然后再构造三角形

配方后的结果

构造三角形

然后就有

其实这道题是凑微分里面来的,偷个小懒~


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