📜  三角替代

📅  最后修改于: 2021-06-24 18:35:19             🧑  作者: Mango

任何人都可以通过替代集成是一种很好且最简单的方法。当我们替换一个函数时使用它,该函数的派生已包含在给定的积分函数。这样,函数得到简化,并且获得了易于积分的简单积分函数。这也称为u替代或反向链规则。换句话说,使用这种方法,我们可以轻松地评估积分和反导数。

因此,替代整合的一般形式是

这里u = g(x)。替代积分有两种类型:

1.直接替代:直接替代 代换 遵循替换定理的积分。

在直接替换中,如果给定的积分形式为∫f(g(x))。g′(x).dx(通过重新排列)。然后,我们可以通过代入u = g(x)将其独立变量x更改为u来转换此积分。

∫f(g(x))。g′(x).dx =∫f(u).g′(x).dx

现在我们必须用du替换g’(x)dx。

所以我们得到

∫f(g(x))。g′(x).dx =∫f(u).du

现在最终结果是这种形式

F(u)+ C = F(g(x))+ C

2.间接替换:这也是一种包括简化的替换方法,但与直接替换相反。

在间接替换中,如果给定的积分形式为∫f(u).du。然后,我们可以通过替换u = g(x)将该积分转换回其原始自变量u到x。

∫F(U).du =∫F(G(X)) 

现在我们必须用g’(x)dx替换du。

所以我们得到

∫F(G(X)) =∫F(G(X))G’(x)的DX

现在最终结果是这种形式

G(u)+ C = G(g -1 (x))+ C

如前所述,看起来好像我们在相反的方向上遵循了上面的直接替换。间接替换很少使用,但是有特定类型的积分。通常,在与根进行积分的地方很有用。

三角替代

三角函数取代是一种方法,其中替代rigonometric函数到另一表达发生。它用于评估积分,或者是一种查找包含二次表达式的平方根或形式的有理次幂的函数的反导数的方法\frac{p}{2}    (其中p是整数)的二次表达式。这样的表达的例子是

({x^2+4})^\frac{3}{2}    或者\sqrt{25-x^2}    或其他……

当其他更常见且更易于使用的积分方法失败时,可以调用三角替换法。三角替换假定您熟悉标准三角标识,微分符号的使用,使用u替代的积分以及三角函数的积分。

x = f( θ )

dx = f’( θ )

在这里,我们将根据需要集成的函数讨论一些重要的公式,我们将替换以下三角表达式之一以简化集成:

以下是一些可用于评估积分的替代方法:

Expression Substitution
a2 + x2

x = a tan θ or 

x = a cot θ

a2 – x2

x = a sin θ or 

x = a cos θ

x2 – a2

x = a sec θ or

x = a cosec θ

\sqrt{\frac{a-x}{a+x}}  or, \sqrt{\frac{a+x}{a-x}} x = a cos 2θ
\sqrt{\frac{x-\alpha}{\beta-x}}  or, \sqrt{(x-\alpha)(x-\beta)} x = ∝ cos2θ + β sin2θ

2 – x 2组成的整数。

由x 2 + a 2组成的整数。

2 + x 2组成的整数。

由x 2 – a 2组成的整数。

样本问题

问题1 \int \frac{1}{\sqrt{9-25x^2}} \hspace{0.1cm}dx

解决方案:

问题2。 \int \frac{1}{\sqrt{8-2x^2}} \hspace{0.1cm}dx

解决方案:

问题3。 \int x^3\sqrt{9-x^2}\hspace{0.1cm}dx

解决方案:

问题4。 \int \frac{1}{4+9x^2} \hspace{0.1cm}dx

解决方案:

问题5 \int \frac{1}{\sqrt{16x^2+25}}\hspace{0.1cm}dx

解决方案:

问题6。 \int \frac{1}{\sqrt{4x^2-9}}\hspace{0.1cm}dx

解决方案:

问题7。 \int \frac{1}{x^2-x+1}\hspace{0.1cm}dx

解决方案: