第二类换元法(三角换元)
第二类换元法主要用于处理含根式的积分。
适用情况
被积函数包含
a2−x2、
a2+x2、
x2−a2 等形式。
基本换元
- a2−x2:设 x=asint
- a2+x2:设 x=atant
- x2−a2:设 x=asect
例子
例子 1:∫1−x21dx
解:
- 设 x=sint,则 dx=costdt
- 1−x2=1−sin2t=cost
- ∫1−x21dx=∫cost1costdt=∫dt=t+C=arcsinx+C
例子 2:∫1+x21dx
解:
- 设 x=tant,则 dx=sec2tdt
- ∫1+x21dx=∫1+tan2t1sec2tdt=∫sec2t1sec2tdt=∫dt=t+C=arctanx+C
总结
本文出现的符号
| 符号 | 类型 | 读音/说明 | 在本文中的含义 |
|---|
| ∫ | 数学符号 | integral sign | 积分运算符号 |
| dx | 数学符号 | differential of x | 积分变量 x 的微分元素 |
| a | 数学符号 | a | 根式中的常数参数 |
| t | 数学符号 | t | 三角换元中的新变量 |
| a2−x2 | 数学符号 | square root of a squared minus x squared | 含根式的被积表达式 |
| sint,cost | 数学符号 | sine/cosine of t | 正弦、余弦函数 |
| tant | 数学符号 | tangent of t | 正切函数 |
| sect | 数学符号 | secant of t | 正割函数 |
| arcsinx,arctanx | 数学符号 | arc sine/arc tangent of x | 反三角函数 |
| C | 数学符号 | constant of integration | 积分常数(任意常数) |
中英对照
| 中文术语 | 英文术语 | 音标 | 说明 |
|---|
| 第二类换元法 | inverse substitution | /ˌɪnˈvɜːs ˌsʌbstɪˈtjuːʃən/ | 先设新变量为原变量的函数 |
| 三角换元 | trigonometric substitution | /ˌtrɪɡənəˈmetrɪk ˌsʌbstɪˈtjuːʃən/ | 用三角函数代换去根式 |
| 根式换元 | radical substitution | /ˈrædɪkəl ˌsʌbstɪˈtjuːʃən/ | 用变量代换消去根号 |
| 正割函数 | secant function | /ˈsiːkənt ˈfʌŋkʃən/ | 余弦的倒数 |
| 反三角函数 | inverse trigonometric function | /ˌɪnˈvɜːs ˌtrɪɡənəˈmetrɪk ˈfʌŋkʃən/ | 三角函数的反函数 |