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三角换元法

三角换元法是一种计算积分的方法,是换元积分法的一个特例。

含有a2-x2的积分 编辑

在积分

 

中,我们可以用以下的代换

 
 

这样,积分变为:

 

注意以上的步骤需要  ;我们可以选择  的算术平方根,然后用反正弦函数把 限制为 

对于定积分的计算,我们必须知道积分限是怎样变化。例如,当 从0增加到 时, 从0增加到 ,所以 从0增加到 。因此,我们有:

 

含有a2+x2的积分 编辑

在积分

 

中,我们可以用以下的代换:

 
 

这样,积分变为:

 

a > 0)。

含有x2a2的积分 编辑

以下的积分

 

可以用部分分式的方法来计算,但是,

 

则必须要用换元法:

 
 
 

含有三角函数的积分 编辑

对于含有三角函数的积分,可以用以下的代换:

 
 
 
 

参见 编辑

三角换元法, 是一种计算积分的方法, 是换元积分法的一个特例, 目录, 含有a2, x2的积分, 含有a2, x2的积分, 含有x2, a2的积分, 含有三角函数的积分, 参见含有a2, x2的积分, 编辑在积分, displaystyle, frac, sqrt, nbsp, 我们可以用以下的代换, displaystyle, theta, theta, theta, nbsp, arcsin, displaystyle, theta, arcsin, frac, nbsp, 这样, 积分变为, arcsin, . 三角换元法是一种计算积分的方法 是换元积分法的一个特例 目录 1 含有a2 x2的积分 2 含有a2 x2的积分 3 含有x2 a2的积分 4 含有三角函数的积分 5 参见含有a2 x2的积分 编辑在积分 d x a 2 x 2 displaystyle int frac dx sqrt a 2 x 2 nbsp 中 我们可以用以下的代换 x a sin 8 d x a cos 8 d 8 displaystyle x a sin theta dx a cos theta d theta nbsp 8 arcsin x a displaystyle theta arcsin frac x a nbsp 这样 积分变为 d x a 2 x 2 a cos 8 d 8 a 2 a 2 sin 2 8 a cos 8 d 8 a 2 1 sin 2 8 a cos 8 d 8 a 2 cos 2 8 d 8 8 C arcsin x a C displaystyle begin aligned int frac dx sqrt a 2 x 2 amp int frac a cos theta d theta sqrt a 2 a 2 sin 2 theta amp int frac a cos theta d theta sqrt a 2 1 sin 2 theta amp int frac a cos theta d theta sqrt a 2 cos 2 theta amp int d theta theta C amp arcsin frac x a C end aligned nbsp 注意以上的步骤需要a gt 0 displaystyle a gt 0 nbsp 和cos 8 gt 0 displaystyle cos theta gt 0 nbsp 我们可以选择a displaystyle a nbsp 为a 2 displaystyle a 2 nbsp 的算术平方根 然后用反正弦函数把8 displaystyle theta nbsp 限制为 p 2 lt 8 lt p 2 displaystyle frac pi 2 lt theta lt frac pi 2 nbsp 对于定积分的计算 我们必须知道积分限是怎样变化 例如 当x displaystyle x nbsp 从0增加到a 2 displaystyle frac a 2 nbsp 时 sin 8 displaystyle sin theta nbsp 从0增加到1 2 displaystyle frac 1 2 nbsp 所以8 displaystyle theta nbsp 从0增加到p 6 displaystyle frac pi 6 nbsp 因此 我们有 0 a 2 d x a 2 x 2 0 p 6 d 8 p 6 displaystyle int 0 frac a 2 frac dx sqrt a 2 x 2 int 0 frac pi 6 d theta frac pi 6 nbsp 含有a2 x2的积分 编辑在积分 d x a 2 x 2 displaystyle int frac dx a 2 x 2 nbsp 中 我们可以用以下的代换 x a tan 8 d x a sec 2 8 d 8 displaystyle x a tan theta dx a sec 2 theta d theta nbsp 8 arctan x a displaystyle theta arctan frac x a nbsp 这样 积分变为 d x a 2 x 2 a sec 2 8 d 8 a 2 a 2 tan 2 8 a sec 2 8 d 8 a 2 1 tan 2 8 a sec 2 8 d 8 a 2 sec 2 8 d 8 a 8 a C 1 a arctan x a C displaystyle begin aligned quad int frac dx a 2 x 2 amp int frac a sec 2 theta d theta a 2 a 2 tan 2 theta amp int frac a sec 2 theta d theta a 2 1 tan 2 theta amp int frac a sec 2 theta d theta a 2 sec 2 theta amp int frac d theta a amp frac theta a C amp frac 1 a arctan frac x a C end aligned nbsp a gt 0 含有x2 a2的积分 编辑以下的积分 d x x 2 a 2 displaystyle int frac dx x 2 a 2 nbsp 可以用部分分式的方法来计算 但是 x 2 a 2 d x displaystyle int sqrt x 2 a 2 dx nbsp 则必须要用换元法 x a sec 8 d x a sec 8 tan 8 d 8 displaystyle x a sec theta dx a sec theta tan theta d theta nbsp 8 arcsec x a displaystyle theta operatorname arcsec frac x a nbsp x 2 a 2 d x a 2 sec 2 8 a 2 a sec 8 tan 8 d 8 a 2 sec 2 8 1 a sec 8 tan 8 d 8 a 2 tan 2 8 a sec 8 tan 8 d 8 a 2 sec 8 tan 2 8 d 8 a 2 sec 8 sec 2 8 1 d 8 a 2 sec 3 8 sec 8 d 8 displaystyle begin aligned quad int sqrt x 2 a 2 dx amp int sqrt a 2 sec 2 theta a 2 cdot a sec theta tan theta d theta amp int sqrt a 2 sec 2 theta 1 cdot a sec theta tan theta d theta amp int sqrt a 2 tan 2 theta cdot a sec theta tan theta d theta amp int a 2 sec theta tan 2 theta d theta amp a 2 int sec theta sec 2 theta 1 d theta amp a 2 int sec 3 theta sec theta d theta end aligned nbsp 含有三角函数的积分 编辑对于含有三角函数的积分 可以用以下的代换 f sin x cos x d x 1 1 u 2 f u 1 u 2 d u u sin x displaystyle int f sin x cos x dx int frac 1 pm sqrt 1 u 2 f left u pm sqrt 1 u 2 right du qquad qquad u sin x nbsp f sin x cos x d x 1 1 u 2 f 1 u 2 u d u u cos x displaystyle int f sin x cos x dx int frac 1 pm sqrt 1 u 2 f left pm sqrt 1 u 2 u right du qquad qquad u cos x nbsp f sin x cos x d x 2 1 u 2 f 2 u 1 u 2 1 u 2 1 u 2 d u u tan x 2 displaystyle int f sin x cos x dx int frac 2 1 u 2 f left frac 2u 1 u 2 frac 1 u 2 1 u 2 right du qquad qquad u tan frac x 2 nbsp cos x 1 cos x 3 d x 2 1 u 2 1 u 2 1 u 2 1 1 u 2 1 u 2 3 d u 1 4 1 u 4 d u 1 4 u 1 5 u 5 C 1 3 cos x cos 2 x sin x 5 1 cos x 3 C displaystyle begin aligned int frac cos x 1 cos x 3 dx amp int frac 2 1 u 2 frac frac 1 u 2 1 u 2 left 1 frac 1 u 2 1 u 2 right 3 du amp frac 1 4 int 1 u 4 du amp frac 1 4 left u frac 1 5 u 5 right C amp frac 1 3 cos x cos 2 x sin x 5 1 cos x 3 C end aligned nbsp 参见 编辑正切半角公式 取自 https zh wikipedia org w index php title 三角换元法 amp oldid 59080609, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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