2023數(shù)分Day74(含參量正常積分2:積分號下積分法與微分法)
一、整體難度及感受
1、難度上就是要算,必須自己動手算;
2、一些小結(jié)論要有意識的記一下;
3、記不住的話得知道是如何推導(dǎo)的.(例如:本節(jié)第3題要證的一個定積分,要用到三角函數(shù)有理式的不定積分,設(shè)u=tan(x/2),則cosx=(1-u^2)/(1+u^2);sinx=2u/(1+u^2),dx=2/(1+u^2)du.這個要知道,不要記錯,注意cosx和sinx的分母都是1+u^2,是加法,不要分子分母弄反了,特別是cosx)
二、需要掌握的一些小結(jié)論(小結(jié)論1-小結(jié)論5)
1、含e^x的不定積分(2個)以及定積分(2個,在[0,+∞]上)



2、兩個不定積分以及一個定積分的結(jié)論

3、升冪降次公式:
對于1+cosx=2[cos(x/2)]^2;1-cosx=2[sin(x/2)]^2,要會變形!
4、三角函數(shù)有理式的不定積分(要掌握)
設(shè)u=tan(x/2),
則cosx=(1-u^2)/(1+u^2);
sinx=2u/(1+u^2);
dx=2/(1+u^2)du
5、一個反常積分的結(jié)論:ln(sinx)和ln(cosx)在[0,π/2]上的定積分值為-π*ln2/2.(證明使用到了區(qū)間再現(xiàn),今年華東師大定積分考察到,具體習(xí)題請參考day28)

三、具體題目
1(鄭州大學(xué))
思路:聯(lián)想到課本原型,本題相當于a取0,b取1.
做法:
先記f(x),說明其在[0,1]上連續(xù);
然后利用積分可交換次序;
再次驗證連續(xù)性,說明積分號和極限號可以交換順序.
復(fù)習(xí):課本原型(數(shù)分下p184)還是要掌握清楚。

2(暨南大學(xué))
思路:仍然是那個原型。
做法:觀察如何找到原函數(shù),再利用夾逼性說明連續(xù)性;
接著使用累次積分可以交換順序;
觀察式子,觀察到ln(1/x)出現(xiàn),做一次整體代換,便可以化成含e^x的在[0,+∞]上定積分,這是有公式的,可以直接出來;
最后再算一下一次積分即可。
復(fù)習(xí):小結(jié)論1

3(同濟大學(xué))
考察的小結(jié)論很多,這個結(jié)論再后續(xù)學(xué)習(xí)中可以用到該結(jié)論;而且本題其實是一道課本課后習(xí)題。
思路:a范圍分成三段,第一段在-1,0,1三點考察,第二段在(-1,1)上考察,最后一段就是剩下情況。
第一段中:計算I(0),I(1),I(-1)(會用到對數(shù)函數(shù)的一些性質(zhì)以及小結(jié)論3和小結(jié)論5)
第二段中:記一下被積函數(shù)為f(x,a);f(x,a),fa(x,a)在[0,π]?(-1,1)上連續(xù),計算I'(a)(過程涉及湊的技巧以及小結(jié)論2,如果小結(jié)論2不知道需要會小結(jié)論4來推導(dǎo),注意a范圍以及絕對值開出來的正負號問題,不注意可能會出錯),得到導(dǎo)數(shù)值為0,說明原函數(shù)是常數(shù),再利用(-1,1)上連續(xù),得到了I(a)=I(0)=0,a∈(-1,1)
第三段中:利用第二段結(jié)論,有|1/a|<1,0=ln(1/a),代入,利用對數(shù)函數(shù)性質(zhì)得到I(a)=2π*ln|a|.
最后總結(jié)一下:a∈[-1,1]與其他范圍的積分情況即可。

