《经济数学》课程教学课件（PPT讲稿）第四章 不定积分 4-3 分部积分法

分都积分法 前面我们在复合函数微分法的基 础上，得到了换元积分法。换元积分 法是积分的一种基本方法。本节我们 将介绍另一种基本积分方法—分部 积分法，它是两个函数乘积的微分法 则的逆转

分部积分法 前面我们在复合函数微分法的基 础上，得到了换元积分法。换元积分 法是积分的一种基本方法。本节我们 将介绍另一种基本积分方法——分部 积分法，它是两个函数乘积的微分法 则的逆转

一、基本内容 问题∫xe*=? 解决思路 利用两个函数乘积的求导法则 设函数u=u(x)和v=v(x)具有连续导数， (uv)=uv+uv,uv=(uv)-uv, ∫v'k=w-∫twk,∫u=uv-∫d 分部积分公式

问题  xe dx = ? x 解决思路 利用两个函数乘积的求导法则. 设函数u = u(x)和v = v(x)具有连续导数, (uv) = uv + uv ,  uv (uv) − uv,   = uv dx uv u vdx,    = −  udv uv vdu.   = − 分部积分公式 一、基本内容

注分部积分公式的特点：等式两边山，y互换位置 分部积分公式的作用：当左边的积分「udw 不易求得，而右边的积分∫容易求得 利用分部积分公式一化难为易 例1求积分∫cosxdx. 解（一) 令u=cosx,xdk=d2=dw ∫rowt-若sr+5sini咖 显然，山，y'选择不当，积分更难进行

注分部积分公式的特点：等式两边 u,v 互换位置 分部积分公式的作用：当左边的积分  udv 不易求得，而右边的积分  vdu 容易求得 利用分部积分公式——化难为易 例1 求积分 cos .  x xdx 解（一） 令 u = cos x, xdx = dx = dv 2 2 1  xcos xdx  = + xdx x x x sin 2 cos 2 2 2 显然，u,v选择不当，积分更难进行

解（二)令u=x,cosx=dsinx=dw xcosxd-fxdsinx=xsinx-fsinxde =xsinx+cosx+C. 分部积分公式运用成败的关键是恰当地选择山，y 一般来说，W,y选取的原则是： (1)积分容易者选为y (2)求导简单者选为W 分部积分法的实质是：将所求积分化为两个积分 之差，积分容易者先积分。实际上是两次积分

解（二） 令 u = x, cos xdx = d sin x = dv  xcos xdx  = xd sin x  = xsin x − sin xdx = xsin x + cos x +C. 分部积分公式运用成败的关键是恰当地选择u,v 一般来说， u,v 选取的原则是： （1）积分容易者选为v （2）求导简单者选为u 分部积分法的实质是：将所求积分化为两个积分 之差，积分容易者先积分。实际上是两次积分

例2求积分∫xed. 解 u=x2,e*dx=dex dy, ∫x2e*dc=x2e*-2∫xe*d (再次使用分部积分法)u=x,e'd=dy x2ex-2(xex-e*)+C. 总结若被积函数是幂函数和正（余）弦函数 或幂函数和指数函数的乘积，就考虑设幂函 数为，使其降幂一次（假定幂指数是正整数）

例2 求积分 . 2  x e dx x 解 , 2 u = x e dx de dv, x x = =  x e dx 2 x  = x e − xe dx x x 2 2 2( ) . 2 x e xe e C x x x = − − + （再次使用分部积分法） u = x, e dx dv x = 总结 若被积函数是幂函数和正(余)弦函数 或幂函数和指数函数的乘积, 就考虑设幂函 数为 u , 使其降幂一次(假定幂指数是正整数)

例3求积分∫xarctan.xdx. 解令u=arctanx,xdk=d j *长arctan.vs-rcnx-J房t刘 1 之r四×一21+2a 2 1 arctanx(x-arctan.x)+C 2

例3 求积分 arctan .  x xdx 解 令 u = arctan x , dv x xdx = d = 2 2  xarctan xdx (arctan ) 2 arctan 2 2 2 d x x x x  = − dx x x x x 2 2 2 1 1 2 arctan 2 + = −   dx x x x ) 1 1 (1 2 1 arctan 2 2 2 + = −  −  ( arctan ) . 2 1 arctan 2 2 x x x C x = − − +

例4求积分Jx3lnxk. 解 u=Inx,x= -=d, 4 ∫enx=nxx =Ix'Ix- 4 总结若被积函数是幂函数和对数函数或幂 函数和反三角函数的乘积，就考虑设对数函 数或反三角函数为.这样使用一次分部积分 公式就可使被积函数降次、简化、代数化、 有理化。目的、宗旨只有一个：容易积分

若被积函数是幂函数和对数函数或幂 函数和反三角函数的乘积，就考虑设对数函 数或反三角函数为 .这样使用一次分部积分 公式就可使被积函数降次、简化、代数化、 有理化。目的、宗旨只有一个：容易积分。 u 例4 求积分 ln . 3  x xdx 解 u = ln x, , 4 4 3 dv x x dx = d =  x ln xdx 3  = x x − x dx 4 3 4 1 ln 4 1 . 16 1 ln 4 1 4 4 = x x − x + C 总结

例5求积分∫sin(lnx)d. 解∫sin(nx)d=xsin(Inx)-丁dsin(nx川 =xsin(In.)-∫wcos(In.).Lx =xsin(nx)-xcos(Inx)+∫xd[cos(Inx)月 =x[sin(In x)-cos(Inx)]-sin(In x)dx .Jsin(In )=sin(n x)-cos(nx)+C. 注：本题也可令t=lnx 分部积分过程中出现循环，实质上是得到待求积分 的代数方程，移项即可求得所求积分。注意最后一 定要加上积分常数C

例5 求积分 sin(ln ) .  x dx 解  sin(ln x)dx = −  xsin(ln x) xd[sin(ln x)]  = −  dx x x x x x 1 sin(ln ) cos(ln ) = − +  xsin(ln x) xcos(ln x) xd[cos(ln x)] = − −  x[sin(ln x) cos(ln x)] sin(ln x)dx  sin(ln x)dx [sin(ln ) cos(ln )] . 2 x x C x = − + 注：本题也可令 t = ln x 分部积分过程中出现循环，实质上是得到待求积分 的代数方程，移项即可求得所求积分。注意最后一 定要加上积分常数C

例6求积分∫"sinxdx. 解∫e"sinxx=Ssin.xde -ex sinx-e*d(sinx) =e*sinx-∫e*cosxd=e'sinx-∫cosxde =e*sinx-(e*cosx-fe*dcosx) =e*(sinx-cosx)-Se*sinxd :注意循环形式 “-∫e*sinxd=2(sinx-cosx)+C

例6 求积分 sin .  e xdx x 解  e xdx x sin  = x sin xde = −  e sin x e d(sin x) x x = −  e x e xdx x x sin cos = −  x x e sin x cos xde = − −  e sin x (e cos x e d cos x) x x x = − −  e x x e xdx x x (sin cos ) sin  e xdx x sin (sin cos ) . 2 x x C e x = − + 注意循环形式

例7 [sec xdx 解 ∫se-fseexdtanx -secxtanx-ftan.xsecxdx =secxtanx+-∫seexde-∫se3x scextaxIeex+t)fse →Ssee=ee tanx+nsct+tan对+C 例8 [sin"xdx (nEN)

例 7 xdx  3 sec 解 xdx  3 sec  = sec xd tan x x x x xdx  = sec tan − tan sec 2   = x x + xdx − xdx 3 sec tan sec sec  = x x + x + x − xdx 3 sec tan ln(sec tan ) sec  xdx = x x + x + x + C  ln(sec tan ) 21 sec tan 21 sec3 例 8 sin xdx (n N) n  