
以下是定积分的13个基本公式,这些公式在解决积分问题时非常有用:
1. 常数的积分
[ \int_{a}^{b} k , dx = k(b - a) ] 其中 $k$ 是常数。
2. 幂函数的积分
对于正整数 $n$(且 $n \neq -1$): [ \int_{a}^{b} x^{n} , dx = \frac{x^{n+1}}{n+1} \Bigg|{a}^{b} = \frac{b^{n+1} - a^{n+1}}{n+1} ] 特别地,当 $n = -1$ 时(注意这不是一个幂函数的基本形式,但常单独记忆): [ \int{a}^{b} \frac{1}{x} , dx = \ln|x| \Bigg|_{a}^{b} = \ln|b| - \ln|a| ]
3. 指数函数的积分
[ \int_{a}^{b} e^{x} , dx = e^{x} \Bigg|_{a}^{b} = e^{b} - e^{a} ]
4. 对数函数的积分
[ \int_{a}^{b} \ln x , dx = x(\ln x - 1) \Bigg|_{a}^{b} = b(\ln b - 1) - a(\ln a - 1) ]
5. 正弦和余弦函数的积分
[ \int_{a}^{b} \sin x , dx = -\cos x \Bigg|{a}^{b} = -\cos b + \cos a ] [ \int{a}^{b} \cos x , dx = \sin x \Bigg|_{a}^{b} = \sin b - \sin a ]
6. 正切和余切函数的积分
[ \int_{a}^{b} \tan x , dx = -\ln|\cos x| \Bigg|{a}^{b} = -\ln|\cos b| + \ln|\cos a| ] [ \int{a}^{b} \cot x , dx = \ln|\sin x| \Bigg|_{a}^{b} = \ln|\sin b| - \ln|\sin a| ]
7. 反正弦和反余弦函数的积分
[ \int_{a}^{b} \arcsin x , dx = x\arcsin x + \sqrt{1-x^2} \Bigg|{a}^{b} ] [ \int{a}^{b} \arccos x , dx = x\arccos x - \sqrt{1-x^2} \Bigg|_{a}^{b} ]
8. 反正切和反余切函数的积分
[ \int_{a}^{b} \arctan x , dx = \frac{1}{2}x\arctan x - \frac{1}{2}\ln(1+x^2) \Bigg|{a}^{b} ] [ \int{a}^{b} \text{arccot} , x , dx = \frac{1}{2}x\text{arccot} , x + \frac{1}{2}\ln(1+x^2) \Bigg|_{a}^{b} ]
9. 双曲正弦和双曲余弦函数的积分
[ \int_{a}^{b} \sinh x , dx = \cosh x \Bigg|{a}^{b} = \cosh b - \cosh a ] [ \int{a}^{b} \cosh x , dx = \sinh x \Bigg|_{a}^{b} = \sinh b - \sinh a ]
10. 双曲正切和双曲余切函数的积分
[ \int_{a}^{b} \tanh x , dx = \ln|\cosh x| \Bigg|{a}^{b} = \ln|\cosh b| - \ln|\cosh a| ] [ \int{a}^{b} \coth x , dx = \ln|\sinh x| \Bigg|_{a}^{b} = \ln|\sinh b| - \ln|\sinh a| ]
11. 反双曲正弦和反双曲余弦函数的积分
[ \int_{a}^{b} \text{arsinh} , x , dx = x\text{arsinh} , x - \sqrt{1+x^2} + \ln|x+\sqrt{1+x^2}| \Bigg|{a}^{b} ] (注:此公式较复杂,有时可通过换元简化计算) [ \int{a}^{b} \text{arcosh} , x , dx = x\text{arcosh} , x - \sqrt{x^2-1} \Bigg|_{a}^{b} ]
12. 反双曲正切和反双曲余切函数的积分
[ \int_{a}^{b} \text{artanh} , x , dx = \frac{1}{2}x\text{artanh} , x + \frac{1}{2}\ln(1-x^2) \Bigg|{a}^{b} ] [ \int{a}^{b} \text{arcoth} , x , dx = \frac{1}{2}x\text{arcoth} , x - \frac{1}{2}\ln(1-x^2) + x \Bigg|_{a}^{b} ] (注:反双曲余切的积分公式可能因教材而异,这里给出的是一种常见形式)
13. 分部积分法公式
虽然这不是一个具体的积分公式,但分部积分法是求解复杂积分的重要方法: [ \int_{a}^{b} u(x)v'(x) , dx = [u(x)v(x)]{a}^{b} - \int{a}^{b} u'(x)v(x) , dx ]
以上列出的公式涵盖了常见的初等函数类型的定积分求解方法。在实际应用中,可能需要结合换元法、分部积分法等技巧来求解更复杂的积分问题。
