【1/(x^2-1)^2这个函数的定积分,不要公式我有公式,-查字典问答网
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来自陈国浩的问题

  【1/(x^2-1)^2这个函数的定积分,不要公式我有公式,=∫sec3pdp=(1/2)secptanp+(1/2)∫secpdp这是怎么来的,能说的明白点吗?我有点不解】

  1/(x^2-1)^2这个函数的定积分,不要公式我有公式,

  =∫sec3pdp

  =(1/2)secptanp+(1/2)∫secpdp

  这是怎么来的,能说的明白点吗?我有点不解

1回答
2020-01-29 17:00
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陈广宏

  这个不难:你是求不定积分吧!

  ∫dx/(x²-1)²

  =∫dx/(1-x²)²

  设x=sinp,dx=cospdp

  =∫cospdp/(1-sin²p)²

  =∫cospdp/cos^4p

  =∫sec³pdp

  =(1/2)secptanp+(1/2)∫secpdp

  =(1/2)secptanp+(1/2)ln|secp+tanp|+C

  =(1/2)[1/√(1-x²)][x/√(1-x²)]+(1/2)ln|(1+x)/√(1-x²)|+C

  =x/2(1-x²)+(1/2)ln|(1+x)/√(1-x²)|+C

  这里运用了分部积分法:∫ud(v)=uv-∫vd(u)

  这是由导数的乘法公式(uv)'=vu'+uv'推导出来的

  vu'=(uv)'-uv',两边取积分得∫vd(u)=uv-∫ud(v)

  ∫sec³xdx,记(tanx)'=sec²x,∴sec²xdx=d(tanx)

  =∫secx·sec²xdx

  =∫secxd(tanx)←分部积分法开始

  =secxtanx-∫tanxd(secx),记(secx)'=secxtanx,∴secxtanxdx=d(secx)

  =secxtanx-∫tanx·secxtanxdx←分部积分法完毕

  =secxtanx-∫secxtan²xdx,用恒等式1+tan²x=sec²x

  =secxtanx-∫secx(sec²x-1)dx

  =secxtanx-∫(sec³x-secx)dx

  =secxtanx-∫sec³xdx+∫secxdx,观察下发觉∫sec³xdx是循环形式的,再运算只是不断重复这步骤,于是将它移项到左边相加

  ∵∫sec³xdx=secxtanx-∫sec³xdx+∫secxdx

  ∴2∫sec³xdx=secxtanx+∫secxdx,两边除2得

  ∫secxdx=(1/2)secxtanx+(1/2)∫secxdx,记∫secxdx=ln|secx+tanx|+C

  ∴∫secxdx=(1/2)secxtanx+(1/2)ln|secx+tanx|+C

2020-01-29 17:03:43

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