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分部积分法习题

分部积分法习题

前置知识:分部积分

例题1

计算∫ln⁡xdx\\int \\ln xdxlnxdx

解:
\\qquad原式=xln⁡x−∫xd(ln⁡x)=xln⁡x−∫x⋅1xdx=x\\ln x-\\int xd(\\ln x)=x\\ln x-\\int x\\cdot\\dfrac 1xdx=xlnxxd(lnx)=xlnxxx1dx

=xln⁡x−∫dx=xln⁡x−x+C\\qquad\\qquad =x\\ln x-\\int dx=x\\ln x-x+C=xlnxdx=xlnxx+C

例题2

计算∫arcsin⁡xdx\\int \\arcsin xdxarcsinxdx

解:
\\qquad原式=xarcsin⁡x−∫xd(arcsin⁡x)=xarcsin⁡x−∫x⋅11−x2dx=x\\arcsin x-\\int xd(\\arcsin x)=x\\arcsin x-\\int x\\cdot \\dfrac{1}{\\sqrt{1-x^2}}dx=xarcsinxxd(arcsinx)=xarcsinxx1x21dx

=xarcsin⁡x−∫121−x2d(1−x2)=xarcsin⁡x−1−x2+C\\qquad\\qquad =x\\arcsin x-\\int \\dfrac{1}{2\\sqrt{1-x^2}}d(1-x^2)=x\\arcsin x-\\sqrt{1-x^2}+C=xarcsinx21x21d(1x2)=xarcsinx1x2+C

例题3

计算∫ln⁡(1+x2)dx\\int \\ln(1+x^2)dxln(1+x2)dx

解:
\\qquad原式=xln⁡(1+x2)−∫xd[ln⁡(1+x2)]=xln⁡(1+x2)−∫x⋅11+x2⋅2xdx=x\\ln (1+x^2)-\\int xd[\\ln(1+x^2)]=x\\ln(1+x^2)-\\int x\\cdot \\dfrac{1}{1+x^2}\\cdot 2xdx=xln(1+x2)xd[ln(1+x2)]=xln(1+x2)x1+x212xdx

=xln⁡(1+x2)−2∫x21+x2dx=xln⁡(1+x2)−2∫(1−11+x2)dx\\qquad\\qquad =x\\ln(1+x^2)-2\\int \\dfrac{x^2}{1+x^2}dx=x\\ln (1+x^2)-2\\int (1-\\dfrac{1}{1+x^2})dx=xln(1+x2)21+x2x2dx=xln(1+x2)2(11+x21)dx

=xln⁡(1+x2)−2x+2arctan⁡x+C\\qquad\\qquad =x\\ln (1+x^2)-2x+2\\arctan x+C=xln(1+x2)2x+2arctanx+C

例题4

计算∫xcos⁡xdx\\int x\\cos xdxxcosxdx

解:
\\qquad原式=∫xd(sin⁡x)=xsin⁡x−∫sin⁡xdx=xsin⁡x+cos⁡x+C=\\int xd(\\sin x)=x\\sin x-\\int \\sin xdx=x\\sin x+\\cos x+C=xd(sinx)=xsinxsinxdx=xsinx+cosx+C