【如何求arctanx的积分】在数学中,求函数的积分是常见的问题之一。对于反三角函数如 $ \arctan x $,其积分方法需要一定的技巧,通常使用分部积分法。下面将详细说明如何求 $ \int \arctan x \, dx $,并以总结加表格的形式展示关键步骤与结果。
一、积分思路
要计算 $ \int \arctan x \, dx $,我们可以使用分部积分法,即:
$$
\int u \, dv = uv - \int v \, du
$$
我们设:
- $ u = \arctan x $
- $ dv = dx $
则:
- $ du = \frac{1}{1 + x^2} dx $
- $ v = x $
代入分部积分公式:
$$
\int \arctan x \, dx = x \arctan x - \int \frac{x}{1 + x^2} dx
$$
接下来,只需计算 $ \int \frac{x}{1 + x^2} dx $,这可以通过换元法完成。
令 $ t = 1 + x^2 $,则 $ dt = 2x dx $,即 $ x dx = \frac{dt}{2} $,所以:
$$
\int \frac{x}{1 + x^2} dx = \frac{1}{2} \int \frac{1}{t} dt = \frac{1}{2} \ln
$$
因此,最终结果为:
$$
\int \arctan x \, dx = x \arctan x - \frac{1}{2} \ln(1 + x^2) + C
$$
二、总结与表格
步骤 | 内容 |
1 | 设 $ u = \arctan x $,$ dv = dx $ |
2 | 求导得 $ du = \frac{1}{1 + x^2} dx $,积分得 $ v = x $ |
3 | 应用分部积分公式:$ \int \arctan x \, dx = x \arctan x - \int \frac{x}{1 + x^2} dx $ |
4 | 对 $ \int \frac{x}{1 + x^2} dx $ 使用换元法,令 $ t = 1 + x^2 $,得 $ \frac{1}{2} \ln(1 + x^2) $ |
5 | 最终结果:$ x \arctan x - \frac{1}{2} \ln(1 + x^2) + C $ |
三、结论
通过分部积分和换元法的结合,我们成功地求出了 $ \arctan x $ 的不定积分。这个过程不仅展示了积分的基本技巧,也体现了对函数结构的理解。掌握这类积分方法,有助于解决更复杂的积分问题。
以上就是【如何求arctanx的积分】相关内容,希望对您有所帮助。
免责声明:本答案或内容为用户上传,不代表本网观点。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。 如遇侵权请及时联系本站删除。