第一节 不定积分的概念与性质
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I. 原函数与不定积分
1.1 原函数的概念
若有或,则称为的导函数,称为在区间上的原函数
Tip
原函数存在定理:
- 连续函数必有原函数(反之并不成立)
- 函数存在第一类间断点时一定没有原函数;存在第二类间断点时未必没有原函数
例1:设的一个原函数为,则为_____.
Answer
已知,则,即:
例2:当时,试证明:函数、、都是的原函数。
Answer
话不多说,直接对着就是导:
显然可见,这哥仨导完都是,所以它们都是的原函数
例3:设函数,
则在区间内:
- (A)与都存在原函数
- (B)与都不存在原函数
- (C)存在原函数,不存在原函数
- (D)不存在原函数,存在原函数
Answer
对于函数:
显然可见,因为,所以是第一类间断点,所以在内不存在原函数;
对于函数:
显然可见,因为,所以在处连续,所以在内存在原函数;所以最终选D
1.2 不定积分的概念
在区间上,函数的带有任意常数项的原函数称为在区间上的不定积分,记作,其中记号为积分符号,为被积函数,为被积表达式,为积分变量,即:
Tip
若和都是函数的原函数,则与之间相差一个常数
Proof
设,则:
由于的导数恒为零,则恒等于一个常数,即:一个函数的任意两个原函数之间只相差一个常数
例4:已知函数:
则的一个原函数是_____.
(A)
(B)
(C)
(D)
Answer
话不多说,直接开导:
显然可见,根据求导的结果可知,只有A、D满足要求,接下来判断它们的连续性:
所以最终仅有D满足要求,则选D
II. 不定积分的性质
以下均假定函数(或)、在所讨论的区间上连续:
例5:如果的一个原函数是,则为_____.
- (A)
- (B)
- (C)
- (D)
Answer
III. 基本积分表
(为常数) | |
---|---|
() | |
(且) | |
() | |
() | |
() | () |
例6:求下列不定积分:
Answer
Answer
使用多项式除法:
则可解得:
Answer
Answer