100道积分公式证明(71-100)
索引
- 含有tanx,cotx,secx,cscx\tan x,\cot x,\sec x,\csc xtanx,cotx,secx,cscx的形式
- 71.∫11±tanxdx=12(x±ln∣cosx±sinx∣)+C\int{\frac{1}{1\pm \tan x}dx=\frac{1}{2}\left( x\pm \ln \left| \cos x\pm \sin x \right| \right)+C}∫1±tanx1dx=21(x±ln∣cosx±sinx∣)+C
- 72.∫11±cotxdx=12(x∓ln∣sinx±cosx∣)+C\int_{{}}^{{}}{\frac{1}{1\pm \cot x}dx}=\frac{1}{2}\left( x\mp \ln \left| \sin x\pm \cos x \right| \right)+C∫1±cotx1dx=21(x∓ln∣sinx±cosx∣)+C
- 73.∫11±secxdx=x+cotx∓cscx+C\int_{{}}^{{}}{\frac{1}{1\pm \sec x}dx}=x+\cot x\mp \csc x+C∫1±secx1dx=x+cotx∓cscx+C
- 74.∫11±cscxdx=x−tanx±secx+C\int_{{}}^{{}}{\frac{1}{1\pm \csc x}dx}=x-\tan x\pm \sec x+C∫1±cscx1dx=x−tanx±secx+C
- 75.∫arcsinxdx=xarcsinx+1−x2+C\int_{{}}^{{}}{\arcsin xdx}=x\arcsin x+\sqrt[{}]{1-{{x}^{2}}}+C∫arcsinxdx=xarcsinx+1−x2+C
- 76.∫arccosxdx=xarccosx−1−x2+C\int_{{}}^{{}}{\arccos xdx}=x\arccos x-\sqrt[{}]{1-{{x}^{2}}}+C∫arccosxdx=xarccosx−1−x2+C
- 77.∫arctanxdx=xarctanx−12ln(1+x2)+C\int_{{}}^{{}}{\arctan xdx}=x\arctan x-\frac{1}{2}\ln \left( 1+{{x}^{2}} \right)+C∫arctanxdx=xarctanx−21ln(1+x2)+C
- 78.∫arccotxdx=x⋅arccotx+12ln(1+x2)+C\int_{{}}^{{}}{arccot xdx}=x\centerdot arccotx+\frac{1}{2}\ln \left( 1+{{x}^{2}} \right)+C∫arccotxdx=x⋅arccotx+21ln(1+x2)+C
- 79.∫arcsecxdx=x⋅arcsecx−ln∣x+x2−1∣+C\int_{{}}^{{}}{arcsec xdx}=x\centerdot arcsec x-\ln \left| x+\sqrt[{}]{{{x}^{2}}-1} \right|+C∫arcsecxdx=x⋅arcsecx−ln∣∣x+x2−1∣∣+C
- 80.∫arccscxdx=x⋅arccscx+ln∣x+x2−1∣+C\int_{{}}^{{}}{arccsc xdx}=x\centerdot arccsc x+\ln \left| x+\sqrt[{}]{{{x}^{2}}-1} \right|+C∫arccscxdx=x⋅arccscx+ln∣∣x+x2−1∣∣+C
- 81.∫xarcsinxdx=14[x1−x2+(2x2−1)arcsinx]+C\int_{{}}^{{}}{x\arcsin xdx}=\frac{1}{4}\left[ x\sqrt[{}]{1-{{x}^{2}}}+\left( 2{{x}^{2}}-1 \right)\arcsin x \right]+C∫xarcsinxdx=41[x1−x2+(2x2−1)arcsinx]+C
- 82.∫xarccosxdx=14[−x1−x2+(2x2−1)arccosx]+C\int_{{}}^{{}}{x\arccos xdx}=\frac{1}{4}\left[ -x\sqrt[{}]{1-{{x}^{2}}}+\left( 2{{x}^{2}}-1 \right)\arccos x \right]+C∫xarccosxdx=41[−x1−x2+(2x2−1)arccosx]+C
- 83.∫xarctanxdx=12[(1+x2)arctanx−x]+C\int_{{}}^{{}}{x\arctan xdx}=\frac{1}{2}\left[ \left( 1+{{x}^{2}} \right)\arctan x-x \right]+C∫xarctanxdx=21[(1+x2)arctanx−x]+C
- 84.∫x⋅arccotxdx=12[(1+x2)arccotx+x]+C\int_{{}}^{{}}{x\centerdot arccot xdx}=\frac{1}{2}\left[ \left( 1+{{x}^{2}} \right)arccot x+x \right]+C∫x⋅arccotxdx=21[(1+x2)arccotx+x]+C
- 含有ex{{e}^{x}}ex的形式
- 85.∫axdx=axlna+C\int_{{}}^{{}}{{{a}^{x}}dx}=\frac{{{a}^{x}}}{\ln a}+C∫axdx=lnaax+C
- 86.∫exdx=ex+C\int_{{}}^{{}}{{{e}^{x}}dx}={{e}^{x}}+C∫exdx=ex+C
- 87.∫xexdx=(x−1)ex+C\int_{{}}^{{}}{x{{e}^{x}}dx}=\left( x-1 \right){{e}^{x}}+C∫xexdx=(x−1)ex+C
- 88.∫xnexdx=xnex−n∫xn−1exdx\int_{{}}^{{}}{{{x}^{n}}{{e}^{x}}dx}={{x}^{n}}{{e}^{x}}-n\int_{{}}^{{}}{{{x}^{n-1}}{{e}^{x}}dx}∫xnexdx=xnex−n∫xn−1exdx
- 89.∫11+exdx=x−ln(1+ex)+C\int_{{}}^{{}}{\frac{1}{1+{{e}^{x}}}dx}=x-\ln \left( 1+{{e}^{x}} \right)+C∫1+ex1dx=x−ln(1+ex)+C
- 90.I1=∫eaxsinbxdx=eaxa2+b2(asinbx−bcosbx)+C{{I}_{1}}=\int_{{}}^{{}}{{{e}^{ax}}\sin bxdx}=\frac{{{e}^{ax}}}{{{a}^{2}}+{{b}^{2}}}\left( a\sin bx-b\cos bx \right)+CI1=∫eaxsinbxdx=a2+b2eax(asinbx−bcosbx)+C
- 91.I2=∫eaxcosbxdx=eaxa2+b2(acosbx+bsinbx)+C{{I}_{2}}=\int_{{}}^{{}}{{{e}^{ax}}\cos bxdx}=\frac{{{e}^{ax}}}{{{a}^{2}}+{{b}^{2}}}\left( a\cos bx+b\sin bx \right)+CI2=∫eaxcosbxdx=a2+b2eax(acosbx+bsinbx)+C
- 含有lnx\ln xlnx的形式
- 92.∫lnxdx=x(lnx−1)+C\int_{{}}^{{}}{\ln xdx}=x\left( \ln x-1 \right)+C∫lnxdx=x(lnx−1)+C
- 93.∫lnxxdx=2xlnx−4x+C\int_{{}}^{{}}{\frac{\ln x}{\sqrt[{}]{x}}dx}=2\sqrt[{}]{x}\ln x-4\sqrt[{}]{x}+C∫xlnxdx=2xlnx−4x+C
- 94.∫xlnxdx=x24(2lnx−1)+C\int_{{}}^{{}}{x\ln xdx}=\frac{{{x}^{2}}}{4}\left( 2\ln x-1 \right)+C∫xlnxdx=4x2(2lnx−1)+C
- 95.∫xnlnxdx=xn+1(n+1)2[(n+1)lnx−1]+C,n≠−1\int_{{}}^{{}}{{{x}^{n}}\ln xdx}=\frac{{{x}^{n+1}}}{{{\left( n+1 \right)}^{2}}}\left[ \left( n+1 \right)\ln x-1 \right]+C,\text{ }n\ne -1∫xnlnxdx=(n+1)2xn+1[(n+1)lnx−1]+C, n=−1
- 96.∫(lnx)2dx=x[(lnx)2−2lnx+2]+C\int_{{}}^{{}}{{{\left( \ln x \right)}^{2}}dx}=x\left[ {{\left( \ln x \right)}^{2}}-2\ln x+2 \right]+C∫(lnx)2dx=x[(lnx)2−2lnx+2]+C
- 97.∫(lnx)ndx=x(lnx)n−n∫(lnx)n−1dx\int_{{}}^{{}}{{{\left( \ln x \right)}^{n}}dx}=x{{\left( \ln x \right)}^{n}}-n\int_{{}}^{{}}{{{\left( \ln x \right)}^{n-1}}dx}∫(lnx)ndx=x(lnx)n−n∫(lnx)n−1dx
- 98.∫sin(lnx)dx=x2[sin(lnx)−cos(lnx)]+C\int_{{}}^{{}}{\sin \left( \ln x \right)dx}=\frac{x}{2}\left[ \sin \left( \ln x \right)-\cos \left( \ln x \right) \right]+C∫sin(lnx)dx=2x[sin(lnx)−cos(lnx)]+C
- 99.∫cos(lnx)dx=x2[sin(lnx)+cos(lnx)]+C\int_{{}}^{{}}{\cos \left( \ln x \right)dx}=\frac{x}{2}\left[ \sin \left( \ln x \right)+\cos \left( \ln x \right) \right]+C∫cos(lnx)dx=2x[sin(lnx)+cos(lnx)]+C
- 100.∫ln(x+1+x2)dx=xln(x+1+x2)−1+x2+C\int_{{}}^{{}}{\ln \left( x+\sqrt[{}]{1+{{x}^{2}}} \right)dx}=x\ln \left( x+\sqrt[{}]{1+{{x}^{2}}} \right)-\sqrt[{}]{1+{{x}^{2}}}+C∫ln(x+1+x2)dx=xln(x+1+x2)−1+x2+C
含有tanx,cotx,secx,cscx\tan x,\cot x,\sec x,\csc xtanx,cotx,secx,cscx的形式
71.∫11±tanxdx=12(x±ln∣cosx±sinx∣)+C\int{\frac{1}{1\pm \tan x}dx=\frac{1}{2}\left( x\pm \ln \left| \cos x\pm \sin x \right| \right)+C}∫1±tanx1dx=21(x±ln∣cosx±sinx∣)+C
证明:
∫11±tanxdxt=tanx‾‾∫11±td(arctant)=∫11±t⋅11+t2dt=12∫(11±t+1∓t1+t2)dt=12∫(11±t+11+t2∓t1+t2)dt=12[±ln∣1±t∣+arctant∓12ln(1+t2)]+C=12[±ln∣1±tanx∣+x∓ln1+tan2x]+C=12(x±ln∣1±tanxsecx∣)+C=12(x±ln∣cosx±sinx∣)+C\begin{aligned} & \int{\frac{1}{1\pm \tan x}dx}\text{ }\underline{\underline{t=\tan x}}\text{ }\int{\frac{1}{1\pm t}d\left( \arctan t \right)} \\ & =\int{\frac{1}{1\pm t}\centerdot \frac{1}{1+{{t}^{2}}}dt} \\ & =\frac{1}{2}\int{\left( \frac{1}{1\pm t}+\frac{1\mp t}{1+{{t}^{2}}} \right)dt} \\ & =\frac{1}{2}\int{\left( \frac{1}{1\pm t}+\frac{1}{1+{{t}^{2}}}\mp \frac{t}{1+{{t}^{2}}} \right)}dt \\ & =\frac{1}{2}\left[ \pm \ln \left| 1\pm t \right|+\arctan t\mp \frac{1}{2}\ln \left( 1+{{t}^{2}} \right) \right]+C \\ & =\frac{1}{2}\left[ \pm \ln \left| 1\pm \tan x \right|+x\mp \ln \sqrt[{}]{1+{{\tan }^{2}}x} \right]+C \\ & =\frac{1}{2}\left( x\pm \ln \left| \frac{1\pm \tan x}{\sec x} \right| \right)+C \\ & =\frac{1}{2}\left( x\pm \ln \left| \cos x\pm \sin x \right| \right)+C \\ \end{aligned}∫1±tanx1dx t=tanx ∫1±t1d(arctant)=∫1±t1⋅1+t21dt=21∫(1±t1+1+t21∓t)dt=21∫(1±t1+1+t21∓1+t2t)dt=21[±ln∣1±t∣+arctant∓21ln(1+t2)]+C=21[±ln∣1±tanx∣+x∓ln1+tan2x]+C=21(x±ln∣∣∣∣secx1±tanx∣∣∣∣)+C=21(x±ln∣cosx±sinx∣)+C
72.∫11±cotxdx=12(x∓ln∣sinx±cosx∣)+C\int_{{}}^{{}}{\frac{1}{1\pm \cot x}dx}=\frac{1}{2}\left( x\mp \ln \left| \sin x\pm \cos x \right| \right)+C∫1±cotx1dx=21(x∓ln∣sinx±cosx∣)+C
证明:
∫11±cotxdxt=cotx‾‾∫11±td(arccott)=−∫11±t⋅11+t2dt=−12∫(11±t+11+t2∓t1+t2)dt=−12[±ln∣1±t∣−arccott∓12ln(1+t2)]+C=−12[±ln∣1±cotx∣−x∓ln1+cot2x]+C=12[x±ln1+cot2x∓ln∣1±cotx∣]+C=12[x±ln∣cscx1±cotx∣]+C=12[x∓ln∣sinx±cosx∣]+C\begin{aligned} & \int{\frac{1}{1\pm \cot x}dx\text{ }}\underline{\underline{t=\cot x}}\text{ }\int{\frac{1}{1\pm t}d\left( arccot t \right)} \\ & =-\int{\frac{1}{1\pm t}}\centerdot \frac{1}{1+{{t}^{2}}}dt \\ & =-\frac{1}{2}\int{\left( \frac{1}{1\pm t}+\frac{1}{1+{{t}^{2}}}\mp \frac{t}{1+{{t}^{2}}} \right)dt} \\ & =-\frac{1}{2}\left[ \pm \ln \left| 1\pm t \right|-arccot t\mp \frac{1}{2}\ln \left( 1+{{t}^{2}} \right) \right]+C \\ & =-\frac{1}{2}\left[ \pm \ln \left| 1\pm \cot x \right|-x\mp \ln \sqrt[{}]{1+{{\cot }^{2}}x} \right]+C \\ & =\frac{1}{2}\left[ x\pm \ln \sqrt[{}]{1+{{\cot }^{2}}x}\mp \ln \left| 1\pm \cot x \right| \right]+C \\ & =\frac{1}{2}\left[ x\pm \ln \left| \frac{\csc x}{1\pm \cot x} \right| \right]+C \\ & =\frac{1}{2}\left[ x\mp \ln \left| \sin x\pm \cos x \right| \right]+C \\ \end{aligned}∫1±cotx1dx t=cotx ∫1±t1d(arccott)=−∫1±t1⋅1+t21dt=−21∫(1±t1+1+t21∓1+t2t)dt=−21[±ln∣1±t∣−arccott∓21ln(1+t2)]+C=−21[±ln∣1±cotx∣−x∓ln1+cot2x]+C=21[x±ln1+cot2x∓ln∣1±cotx∣]+C=21[x±ln∣∣∣∣1±cotxcscx∣∣∣∣]+C=21[x∓ln∣sinx±cosx∣]+C
73.∫11±secxdx=x+cotx∓cscx+C\int_{{}}^{{}}{\frac{1}{1\pm \sec x}dx}=x+\cot x\mp \csc x+C∫1±secx1dx=x+cotx∓cscx+C
证明:
∫11±secxdx=∫11±1cosxdx=∫cosxcosx±1dx=∫dx∓∫1cosx±1dx=x±∫cosx∓1sin2xdx=x±∫(cscxcotx∓csc2x)dx=x±∫d(−cscx±cotx)=x±(−cscx±cotx)+C=x+cotx∓cscx+C\begin{aligned} & \int_{{}}^{{}}{\frac{1}{1\pm \sec x}dx}=\int_{{}}^{{}}{\frac{1}{1\pm \frac{1}{\cos x}}dx} \\ & =\int_{{}}^{{}}{\frac{\cos x}{\cos x\pm 1}dx} \\ & =\int_{{}}^{{}}{dx}\mp \int_{{}}^{{}}{\frac{1}{\cos x\pm 1}dx} \\ & =x\pm \int_{{}}^{{}}{\frac{\cos x\mp 1}{{{\sin }^{2}}x}dx} \\ & =x\pm \int_{{}}^{{}}{\left( \csc x\cot x\mp {{\csc }^{2}}x \right)dx} \\ & =x\pm \int_{{}}^{{}}{d\left( -\csc x\pm \cot x \right)} \\ & =x\pm \left( -\csc x\pm \cot x \right)+C \\ & =x+\cot x\mp \csc x+C \\ \end{aligned}∫1±secx1dx=∫1±cosx11dx=∫cosx±1cosxdx=∫dx∓∫cosx±11dx=x±∫sin2xcosx∓1dx=x±∫(cscxcotx∓csc2x)dx=x±∫d(−cscx±cotx)=x±(−cscx±cotx)+C=x+cotx∓cscx+C
74.∫11±cscxdx=x−tanx±secx+C\int_{{}}^{{}}{\frac{1}{1\pm \csc x}dx}=x-\tan x\pm \sec x+C∫1±cscx1dx=x−tanx±secx+C
证明:
∫11±cscxdx=∫11±1sinxdx=∫sinxsinx±1dx=∫dx±∫sinx∓1cos2xdx=x±∫(secxtanx∓sec2x)dx=x±∫d(secx∓tanx)=x±(secx∓tanx)+C=x−tanx±secx+C\begin{aligned} & \int_{{}}^{{}}{\frac{1}{1\pm \csc x}dx}=\int_{{}}^{{}}{\frac{1}{1\pm \frac{1}{\sin x}}dx} \\ & =\int_{{}}^{{}}{\frac{\sin x}{\sin x\pm 1}dx} \\ & =\int_{{}}^{{}}{dx}\pm \int_{{}}^{{}}{\frac{\sin x\mp 1}{{{\cos }^{2}}x}dx} \\ & =x\pm \int_{{}}^{{}}{\left( \sec x\tan x\mp {{\sec }^{2}}x \right)dx} \\ & =x\pm \int_{{}}^{{}}{d\left( \sec x\mp \tan x \right)} \\ & =x\pm \left( \sec x\mp \tan x \right)+C \\ & =x-\tan x\pm \sec x+C \\ \end{aligned}∫1±cscx1dx=∫1±sinx11dx=∫sinx±1sinxdx=∫dx±∫cos2xsinx∓1dx=x±∫(secxtanx∓sec2x)dx=x±∫d(secx∓tanx)=x±(secx∓tanx)+C=x−tanx±secx+C
75.∫arcsinxdx=xarcsinx+1−x2+C\int_{{}}^{{}}{\arcsin xdx}=x\arcsin x+\sqrt[{}]{1-{{x}^{2}}}+C∫arcsinxdx=xarcsinx+1−x2+C
证明:
∫arcsinxdx=xarcsinx−∫xd(arcsinx)=xarcsinx−∫x1−x2dx=xarcsinx+∫121−x2d(1−x2)=xarcsinx+1−x2+C\begin{aligned} & \int_{{}}^{{}}{\arcsin xdx}=x\arcsin x-\int_{{}}^{{}}{xd\left( \arcsin x \right)} \\ & =x\arcsin x-\int_{{}}^{{}}{\frac{x}{\sqrt[{}]{1-{{x}^{2}}}}dx} \\ & =x\arcsin x+\int_{{}}^{{}}{\frac{1}{2\sqrt[{}]{1-{{x}^{2}}}}d\left( 1-{{x}^{2}} \right)} \\ & =x\arcsin x+\sqrt[{}]{1-{{x}^{2}}}+C \\ \end{aligned}∫arcsinxdx=xarcsinx−∫xd(arcsinx)=xarcsinx−∫1−x2xdx=xarcsinx+∫21−x21d(1−x2)=xarcsinx+1−x2+C
76.∫arccosxdx=xarccosx−1−x2+C\int_{{}}^{{}}{\arccos xdx}=x\arccos x-\sqrt[{}]{1-{{x}^{2}}}+C∫arccosxdx=xarccosx−1−x2+C
证明:
∫arccosxdx=xarccosx−∫xd(arccosx)=xarccosx+∫x1−x2dx=xarccosx−∫121−x2d(1−x2)=xarccosx−1−x2+C\begin{aligned} & \int_{{}}^{{}}{\arccos xdx}=x\arccos x-\int_{{}}^{{}}{xd\left( \arccos x \right)} \\ & =x\arccos x+\int_{{}}^{{}}{\frac{x}{\sqrt[{}]{1-{{x}^{2}}}}dx} \\ & =x\arccos x-\int_{{}}^{{}}{\frac{1}{2\sqrt[{}]{1-{{x}^{2}}}}d\left( 1-{{x}^{2}} \right)} \\ & =x\arccos x-\sqrt[{}]{1-{{x}^{2}}}+C \\ \end{aligned}∫arccosxdx=xarccosx−∫xd(arccosx)=xarccosx+∫1−x2xdx=xarccosx−∫21−x21d(1−x2)=xarccosx−1−x2+C
77.∫arctanxdx=xarctanx−12ln(1+x2)+C\int_{{}}^{{}}{\arctan xdx}=x\arctan x-\frac{1}{2}\ln \left( 1+{{x}^{2}} \right)+C∫arctanxdx=xarctanx−21ln(1+x2)+C
证明:
∫arctanxdx=xarctanx−∫xd(arctanx)=xarctanx−∫x1+x2dx=xarctanx−12∫11+x2d(1+x2)=xarctanx−12ln(1+x2)+C\begin{aligned} & \int_{{}}^{{}}{\arctan xdx}=x\arctan x-\int_{{}}^{{}}{xd\left( \arctan x \right)} \\ & =x\arctan x-\int_{{}}^{{}}{\frac{x}{1+{{x}^{2}}}dx} \\ & =x\arctan x-\frac{1}{2}\int_{{}}^{{}}{\frac{1}{1+{{x}^{2}}}d\left( 1+{{x}^{2}} \right)} \\ & =x\arctan x-\frac{1}{2}\ln \left( 1+{{x}^{2}} \right)+C \\ \end{aligned}∫arctanxdx=xarctanx−∫xd(arctanx)=xarctanx−∫1+x2xdx=xarctanx−21∫1+x21d(1+x2)=xarctanx−21ln(1+x2)+C
78.∫arccotxdx=x⋅arccotx+12ln(1+x2)+C\int_{{}}^{{}}{arccot xdx}=x\centerdot arccotx+\frac{1}{2}\ln \left( 1+{{x}^{2}} \right)+C∫arccotxdx=x⋅arccotx+21ln(1+x2)+C
证明:
∫arccotxdx=x⋅arccotx−∫xd(arccotx)+C=x⋅arccotx+∫x1+x2dx+C=x⋅arccotx+12∫11+x2d(1+x2)+C=x⋅arccotx+12ln(1+x2)+C\begin{aligned} & \int_{{}}^{{}}{arccot xdx}=x\centerdot arccot x-\int_{{}}^{{}}{xd\left( arccot x \right)}+C \\ & =x\centerdot arccot x+\int_{{}}^{{}}{\frac{x}{1+{{x}^{2}}}}dx+C \\ & =x\centerdot arccot x+\frac{1}{2}\int_{{}}^{{}}{\frac{1}{1+{{x}^{2}}}d\left( 1+{{x}^{2}} \right)}+C \\ & =x\centerdot arccot x+\frac{1}{2}\ln \left( 1+{{x}^{2}} \right)+C \\ \end{aligned}∫arccotxdx=x⋅arccotx−∫xd(arccotx)+C=x⋅arccotx+∫1+x2xdx+C=x⋅arccotx+21∫1+x21d(1+x2)+C=x⋅arccotx+21ln(1+x2)+C
79.∫arcsecxdx=x⋅arcsecx−ln∣x+x2−1∣+C\int_{{}}^{{}}{arcsec xdx}=x\centerdot arcsec x-\ln \left| x+\sqrt[{}]{{{x}^{2}}-1} \right|+C∫arcsecxdx=x⋅arcsecx−ln∣∣x+x2−1∣∣+C
证明:
∫arcsecxdx=xarcsecx−∫xd(arcsecx)+C=xarcsecx−∫1x2−1dx=xarcsecx−ln∣x+x2−1∣+C(fromformula31inpart2)\begin{aligned} & \int_{{}}^{{}}{arcsec xdx}=xarcsec x-\int_{{}}^{{}}{xd\left( arcsec x \right)}+C \\ & =xarcsec x-\int_{{}}^{{}}{\frac{1}{\sqrt[{}]{{{x}^{2}}-1}}dx} \\ & =xarcsec x-\ln \left| x+\sqrt[{}]{{{x}^{2}}-1} \right|+C\text{ }\left( from\text{ }formula\text{ }31\text{ }in\text{ }part\text{ }2 \right) \\ \end{aligned}∫arcsecxdx=xarcsecx−∫xd(arcsecx)+C=xarcsecx−∫x2−11dx=xarcsecx−ln∣∣∣x+x2−1∣∣∣+C (from formula 31 in part 2)
80.∫arccscxdx=x⋅arccscx+ln∣x+x2−1∣+C\int_{{}}^{{}}{arccsc xdx}=x\centerdot arccsc x+\ln \left| x+\sqrt[{}]{{{x}^{2}}-1} \right|+C∫arccscxdx=x⋅arccscx+ln∣∣x+x2−1∣∣+C
证明:
∫arccscxdx=xarccscx−∫xd(arccscx)=xarccscx+∫1x2−1dx=xarccscx+ln∣x+x2−1∣+C(fromformula31inpart2)\begin{aligned} & \int_{{}}^{{}}{arccsc xdx}=xarccsc x-\int_{{}}^{{}}{xd\left( arccsc x \right)} \\ & =xarccsc x+\int_{{}}^{{}}{\frac{1}{\sqrt[{}]{{{x}^{2}}-1}}dx} \\ & =xarccsc x+\ln \left| x+\sqrt[{}]{{{x}^{2}}-1} \right|+C\text{ }\left( from\text{ }formula\text{ }31\text{ }in\text{ }part\text{ }2 \right) \\ \end{aligned}∫arccscxdx=xarccscx−∫xd(arccscx)=xarccscx+∫x2−11dx=xarccscx+ln∣∣∣x+x2−1∣∣∣+C (from formula 31 in part 2)
81.∫xarcsinxdx=14[x1−x2+(2x2−1)arcsinx]+C\int_{{}}^{{}}{x\arcsin xdx}=\frac{1}{4}\left[ x\sqrt[{}]{1-{{x}^{2}}}+\left( 2{{x}^{2}}-1 \right)\arcsin x \right]+C∫xarcsinxdx=41[x1−x2+(2x2−1)arcsinx]+C
证明:
∫xarcsinxdx=12∫arcsinxd(x2)=12[x2arcsinx−∫x21−x2dx]=12[x2arcsinx−∫x2−1+11−x2dx]=12[x2arcsinx−∫(11−x2−1−x2)dx]=12[x2arcsinx−arcsinx+12(x1−x2+arcsinx)]+C=14[(2x2−1)arcsinx+x1−x2]+C\begin{aligned} & \int_{{}}^{{}}{x\arcsin xdx}=\frac{1}{2}\int_{{}}^{{}}{\arcsin xd\left( {{x}^{2}} \right)} \\ & =\frac{1}{2}\left[ {{x}^{2}}\arcsin x-\int_{{}}^{{}}{\frac{{{x}^{2}}}{\sqrt[{}]{1-{{x}^{2}}}}dx} \right] \\ & =\frac{1}{2}\left[ {{x}^{2}}\arcsin x-\int_{{}}^{{}}{\frac{{{x}^{2}}-1+1}{\sqrt[{}]{1-{{x}^{2}}}}dx} \right] \\ & =\frac{1}{2}\left[ {{x}^{2}}\arcsin x-\int_{{}}^{{}}{\left( \frac{1}{\sqrt[{}]{1-{{x}^{2}}}}-\sqrt[{}]{1-{{x}^{2}}} \right)dx} \right] \\ & =\frac{1}{2}\left[ {{x}^{2}}\arcsin x-\arcsin x+\frac{1}{2}\left( x\sqrt[{}]{1-{{x}^{2}}}+\arcsin x \right) \right]+C \\ & =\frac{1}{4}\left[ \left( 2{{x}^{2}}-1 \right)\arcsin x+x\sqrt[{}]{1-{{x}^{2}}} \right]+C \\ \end{aligned}∫xarcsinxdx=21∫arcsinxd(x2)=21[x2arcsinx−∫1−x2x2dx]=21[x2arcsinx−∫1−x2x2−1+1dx]=21[x2arcsinx−∫(1−x21−1−x2)dx]=21[x2arcsinx−arcsinx+21(x1−x2+arcsinx)]+C=41[(2x2−1)arcsinx+x1−x2]+C
注:使用到第37条公式∫a2−x2dx=12(xa2−x2+a2arcsinxa)+C\int_{{}}^{{}}{\sqrt[{}]{{{a}^{2}}-{{x}^{2}}}dx}=\frac{1}{2}\left( x\sqrt[{}]{{{a}^{2}}-{{x}^{2}}}+{{a}^{2}}\arcsin \frac{x}{a} \right)+C∫a2−x2dx=21(xa2−x2+a2arcsinax)+C
82.∫xarccosxdx=14[−x1−x2+(2x2−1)arccosx]+C\int_{{}}^{{}}{x\arccos xdx}=\frac{1}{4}\left[ -x\sqrt[{}]{1-{{x}^{2}}}+\left( 2{{x}^{2}}-1 \right)\arccos x \right]+C∫xarccosxdx=41[−x1−x2+(2x2−1)arccosx]+C
证明:
∫xarccosxdx=12∫arccosxd(x2)=12[x2arccosx+∫x21−x2dx]=12[x2arccosx+∫x2−1+11−x2dx]=12[x2arccosx+∫(11−x2−1−x2)dx]=12[x2arccosx+arcsinx−12(x1−x2+arcsinx)]+C1=12[x2arccosx−arccosx−12(x1−x2−arccosx)]+C2(arcsinx+arccosx=π2)=14[(2x2−1)arccosx−x1−x2]+C2\begin{aligned} & \int_{{}}^{{}}{x\arccos xdx}=\frac{1}{2}\int_{{}}^{{}}{\arccos xd\left( {{x}^{2}} \right)} \\ & =\frac{1}{2}\left[ {{x}^{2}}\arccos x+\int_{{}}^{{}}{\frac{{{x}^{2}}}{\sqrt[{}]{1-{{x}^{2}}}}dx} \right] \\ & =\frac{1}{2}\left[ {{x}^{2}}\arccos x+\int_{{}}^{{}}{\frac{{{x}^{2}}-1+1}{\sqrt[{}]{1-{{x}^{2}}}}dx} \right] \\ & =\frac{1}{2}\left[ {{x}^{2}}\arccos x+\int_{{}}^{{}}{\left( \frac{1}{\sqrt[{}]{1-{{x}^{2}}}}-\sqrt[{}]{1-{{x}^{2}}} \right)dx} \right] \\ & =\frac{1}{2}\left[ {{x}^{2}}\arccos x+\arcsin x-\frac{1}{2}\left( x\sqrt[{}]{1-{{x}^{2}}}+\arcsin x \right) \right]+{{C}_{1}} \\ & =\frac{1}{2}\left[ {{x}^{2}}\arccos x-\arccos x-\frac{1}{2}\left( x\sqrt[{}]{1-{{x}^{2}}}-\arccos x \right) \right]+{{C}_{2}}\text{ }\left( \arcsin x+\arccos x=\frac{\pi }{2} \right) \\ & =\frac{1}{4}\left[ \left( 2{{x}^{2}}-1 \right)\arccos x-x\sqrt[{}]{1-{{x}^{2}}} \right]+{{C}_{2}} \\ \end{aligned}∫xarccosxdx=21∫arccosxd(x2)=21[x2arccosx+∫1−x2x2dx]=21[x2arccosx+∫1−x2x2−1+1dx]=21[x2arccosx+∫(1−x21−1−x2)dx]=21[x2arccosx+arcsinx−21(x1−x2+arcsinx)]+C1=21[x2arccosx−arccosx−21(x1−x2−arccosx)]+C2 (arcsinx+arccosx=2π)=41[(2x2−1)arccosx−x1−x2]+C2
注:使用到第37条公式∫a2−x2dx=12(xa2−x2+a2arcsinxa)+C\int_{{}}^{{}}{\sqrt[{}]{{{a}^{2}}-{{x}^{2}}}dx}=\frac{1}{2}\left( x\sqrt[{}]{{{a}^{2}}-{{x}^{2}}}+{{a}^{2}}\arcsin \frac{x}{a} \right)+C∫a2−x2dx=21(xa2−x2+a2arcsinax)+C
83.∫xarctanxdx=12[(1+x2)arctanx−x]+C\int_{{}}^{{}}{x\arctan xdx}=\frac{1}{2}\left[ \left( 1+{{x}^{2}} \right)\arctan x-x \right]+C∫xarctanxdx=21[(1+x2)arctanx−x]+C
证明:
∫xarctanxdx=12∫arctanxd(x2)=12[x2arctanx−∫x21+x2dx]=12[x2arctanx−∫(1−11+x2)dx]=12[(1+x2)arctanx−x]+C\begin{aligned} & \int_{{}}^{{}}{x\arctan xdx}=\frac{1}{2}\int_{{}}^{{}}{\arctan xd\left( {{x}^{2}} \right)} \\ & =\frac{1}{2}\left[ {{x}^{2}}\arctan x-\int_{{}}^{{}}{\frac{{{x}^{2}}}{1+{{x}^{2}}}dx} \right] \\ & =\frac{1}{2}\left[ {{x}^{2}}\arctan x-\int_{{}}^{{}}{\left( 1-\frac{1}{1+{{x}^{2}}} \right)dx} \right] \\ & =\frac{1}{2}\left[ \left( 1+{{x}^{2}} \right)\arctan x-x \right]+C \\ \end{aligned}∫xarctanxdx=21∫arctanxd(x2)=21[x2arctanx−∫1+x2x2dx]=21[x2arctanx−∫(1−1+x21)dx]=21[(1+x2)arctanx−x]+C
84.∫x⋅arccotxdx=12[(1+x2)arccotx+x]+C\int_{{}}^{{}}{x\centerdot arccot xdx}=\frac{1}{2}\left[ \left( 1+{{x}^{2}} \right)arccot x+x \right]+C∫x⋅arccotxdx=21[(1+x2)arccotx+x]+C
证明:
∫x⋅arccotxdx=12∫arccotxd(x2)=12[x2arccotx+∫x21+x2dx]=12[x2arccotx+∫(1−11+x2)dx]=12[(1+x2)arccotx+x]+C\begin{aligned} & \int_{{}}^{{}}{x\centerdot arccot xdx}=\frac{1}{2}\int_{{}}^{{}}{arccot xd\left( {{x}^{2}} \right)} \\ & =\frac{1}{2}\left[ {{x}^{2}}arccot x+\int_{{}}^{{}}{\frac{{{x}^{2}}}{1+{{x}^{2}}}dx} \right] \\ & =\frac{1}{2}\left[ {{x}^{2}}arccot x+\int_{{}}^{{}}{\left( 1-\frac{1}{1+{{x}^{2}}} \right)dx} \right] \\ & =\frac{1}{2}\left[ \left( 1+{{x}^{2}} \right)arccot x+x \right]+C \\ \end{aligned}∫x⋅arccotxdx=21∫arccotxd(x2)=21[x2arccotx+∫1+x2x2dx]=21[x2arccotx+∫(1−1+x21)dx]=21[(1+x2)arccotx+x]+C
含有ex{{e}^{x}}ex的形式
85.∫axdx=axlna+C\int_{{}}^{{}}{{{a}^{x}}dx}=\frac{{{a}^{x}}}{\ln a}+C∫axdx=lnaax+C
证明:
ddx[axlna+C]=ax⋅lnalna=ax\frac{d}{dx}\left[ \frac{{{a}^{x}}}{\ln a}+C \right]=\frac{{{a}^{x}}\centerdot \ln a}{\ln a}={{a}^{x}}dxd[lnaax+C]=lnaax⋅lna=ax
86.∫exdx=ex+C\int_{{}}^{{}}{{{e}^{x}}dx}={{e}^{x}}+C∫exdx=ex+C
证明:
ddx[ex+C]=ex\frac{d}{dx}\left[ {{e}^{x}}+C \right]={{e}^{x}}dxd[ex+C]=ex
87.∫xexdx=(x−1)ex+C\int_{{}}^{{}}{x{{e}^{x}}dx}=\left( x-1 \right){{e}^{x}}+C∫xexdx=(x−1)ex+C
证明:
∫xexdx=∫xd(ex)=xex−∫exdx=(x−1)ex+C\begin{aligned} & \int_{{}}^{{}}{x{{e}^{x}}dx}=\int_{{}}^{{}}{xd\left( {{e}^{x}} \right)} \\ & =x{{e}^{x}}-\int_{{}}^{{}}{{{e}^{x}}dx} \\ & =\left( x-1 \right){{e}^{x}}+C \\ \end{aligned}∫xexdx=∫xd(ex)=xex−∫exdx=(x−1)ex+C
88.∫xnexdx=xnex−n∫xn−1exdx\int_{{}}^{{}}{{{x}^{n}}{{e}^{x}}dx}={{x}^{n}}{{e}^{x}}-n\int_{{}}^{{}}{{{x}^{n-1}}{{e}^{x}}dx}∫xnexdx=xnex−n∫xn−1exdx
证明:
∫xnexdx=∫xnd(ex)=xnex−n∫xn−1exdx\int_{{}}^{{}}{{{x}^{n}}{{e}^{x}}dx}=\int_{{}}^{{}}{{{x}^{n}}d\left( {{e}^{x}} \right)}={{x}^{n}}{{e}^{x}}-n\int_{{}}^{{}}{{{x}^{n-1}}{{e}^{x}}dx}∫xnexdx=∫xnd(ex)=xnex−n∫xn−1exdx
89.∫11+exdx=x−ln(1+ex)+C\int_{{}}^{{}}{\frac{1}{1+{{e}^{x}}}dx}=x-\ln \left( 1+{{e}^{x}} \right)+C∫1+ex1dx=x−ln(1+ex)+C
证明:
∫11+exdxt=ex‾‾∫11+td(lnt)=∫1t(1+t)dt=∫[1t−11+t]dt=ln∣t∣−ln∣1+t∣+C=ln∣ex∣−ln∣1+ex∣+C=x−ln(1+ex)+C(1+ex>0)\begin{aligned} & \int_{{}}^{{}}{\frac{1}{1+{{e}^{x}}}dx\text{ }}\underline{\underline{t={{e}^{x}}}}\text{ }\int_{{}}^{{}}{\frac{1}{1+t}d\left( \ln t \right)} \\ & =\int_{{}}^{{}}{\frac{1}{t\left( 1+t \right)}dt} \\ & =\int_{{}}^{{}}{\left[ \frac{1}{t}-\frac{1}{1+t} \right]dt} \\ & =\ln \left| t \right|-\ln \left| 1+t \right|+C \\ & =\ln \left| {{e}^{x}} \right|-\ln \left| 1+{{e}^{x}} \right|+C \\ & =x-\ln \left( 1+{{e}^{x}} \right)+C\text{ }\text{ }\left( 1+{{e}^{x}}>0 \right) \\ \end{aligned}∫1+ex1dx t=ex ∫1+t1d(lnt)=∫t(1+t)1dt=∫[t1−1+t1]dt=ln∣t∣−ln∣1+t∣+C=ln∣ex∣−ln∣1+ex∣+C=x−ln(1+ex)+C (1+ex>0)
90.I1=∫eaxsinbxdx=eaxa2+b2(asinbx−bcosbx)+C{{I}_{1}}=\int_{{}}^{{}}{{{e}^{ax}}\sin bxdx}=\frac{{{e}^{ax}}}{{{a}^{2}}+{{b}^{2}}}\left( a\sin bx-b\cos bx \right)+CI1=∫eaxsinbxdx=a2+b2eax(asinbx−bcosbx)+C
91.I2=∫eaxcosbxdx=eaxa2+b2(acosbx+bsinbx)+C{{I}_{2}}=\int_{{}}^{{}}{{{e}^{ax}}\cos bxdx}=\frac{{{e}^{ax}}}{{{a}^{2}}+{{b}^{2}}}\left( a\cos bx+b\sin bx \right)+CI2=∫eaxcosbxdx=a2+b2eax(acosbx+bsinbx)+C
证明:
I1=1a∫sinbxd(eax)=1a(eaxsinbx−b∫eaxcosbxdx)=1a(eaxsinbx−bI2)\begin{aligned} & {{I}_{1}}=\frac{1}{a}\int_{{}}^{{}}{\sin bxd\left( {{e}^{ax}} \right)} \\ & =\frac{1}{a}\left( {{e}^{ax}}\sin bx-b\int_{{}}^{{}}{{{e}^{ax}}\cos bxdx} \right) \\ & =\frac{1}{a}\left( {{e}^{ax}}\sin bx-b{{I}_{2}} \right) \\ \end{aligned}I1=a1∫sinbxd(eax)=a1(eaxsinbx−b∫eaxcosbxdx)=a1(eaxsinbx−bI2)
I2=1a∫cosbxd(eax)=1a(eaxcosbx+b∫eaxsinbxdx)=1a(eaxcosbx+bI1)\begin{aligned} & {{I}_{2}}=\frac{1}{a}\int_{{}}^{{}}{\cos bxd\left( {{e}^{ax}} \right)} \\ & =\frac{1}{a}\left( {{e}^{ax}}\cos bx+b\int_{{}}^{{}}{{{e}^{ax}}\sin bxdx} \right) \\ & =\frac{1}{a}\left( {{e}^{ax}}\cos bx+b{{I}_{1}} \right) \\ \end{aligned}I2=a1∫cosbxd(eax)=a1(eaxcosbx+b∫eaxsinbxdx)=a1(eaxcosbx+bI1)
解{aI2−bI1=eaxcosbxbI2+aI1=eaxsinbx\left\{ \begin{aligned} & a{{I}_{2}}-b{{I}_{1}}={{e}^{ax}}\cos bx \\ & b{{I}_{2}}+a{{I}_{1}}={{e}^{ax}}\sin bx \\ \end{aligned} \right.{aI2−bI1=eaxcosbxbI2+aI1=eaxsinbx即可得I1,I2{{I}_{1}},{{I}_{2}}I1,I2的计算公式。
含有lnx\ln xlnx的形式
92.∫lnxdx=x(lnx−1)+C\int_{{}}^{{}}{\ln xdx}=x\left( \ln x-1 \right)+C∫lnxdx=x(lnx−1)+C
证明:
∫lnxdx=xlnx−∫xd(lnx)=xlnx−∫dx=x(lnx−1)+C\begin{aligned} & \int_{{}}^{{}}{\ln xdx}=x\ln x-\int_{{}}^{{}}{xd\left( \ln x \right)} \\ & =x\ln x-\int_{{}}^{{}}{dx} \\ & =x\left( \ln x-1 \right)+C \\ \end{aligned}∫lnxdx=xlnx−∫xd(lnx)=xlnx−∫dx=x(lnx−1)+C
93.∫lnxxdx=2xlnx−4x+C\int_{{}}^{{}}{\frac{\ln x}{\sqrt[{}]{x}}dx}=2\sqrt[{}]{x}\ln x-4\sqrt[{}]{x}+C∫xlnxdx=2xlnx−4x+C
证明:
∫lnxxdx=2∫lnxd(x)=2xlnx−2∫xd(lnx)=2xlnx−2∫1xdx=2xlnx−4∫d(x)=2xlnx−4x+C\begin{aligned} & \int_{{}}^{{}}{\frac{\ln x}{\sqrt[{}]{x}}dx}=2\int_{{}}^{{}}{\ln xd\left( \sqrt[{}]{x} \right)} \\ & =2\sqrt[{}]{x}\ln x-2\int_{{}}^{{}}{\sqrt[{}]{x}d\left( \ln x \right)} \\ & =2\sqrt[{}]{x}\ln x-2\int_{{}}^{{}}{\frac{1}{\sqrt[{}]{x}}dx} \\ & =2\sqrt[{}]{x}\ln x-4\int_{{}}^{{}}{d\left( \sqrt[{}]{x} \right)} \\ & =2\sqrt[{}]{x}\ln x-4\sqrt[{}]{x}+C \\ \end{aligned}∫xlnxdx=2∫lnxd(x)=2xlnx−2∫xd(lnx)=2xlnx−2∫x1dx=2xlnx−4∫d(x)=2xlnx−4x+C
94.∫xlnxdx=x24(2lnx−1)+C\int_{{}}^{{}}{x\ln xdx}=\frac{{{x}^{2}}}{4}\left( 2\ln x-1 \right)+C∫xlnxdx=4x2(2lnx−1)+C
证明:
∫xlnxdx=12∫lnxd(x2)=12(x2lnx−∫xdx)=12(x2lnx−12x2)+C=x24(2lnx−1)+C\begin{aligned} & \int_{{}}^{{}}{x\ln xdx}=\frac{1}{2}\int_{{}}^{{}}{\ln xd\left( {{x}^{2}} \right)} \\ & =\frac{1}{2}\left( {{x}^{2}}\ln x-\int_{{}}^{{}}{xdx} \right) \\ & =\frac{1}{2}\left( {{x}^{2}}\ln x-\frac{1}{2}{{x}^{2}} \right)+C \\ & =\frac{{{x}^{2}}}{4}\left( 2\ln x-1 \right)+C \\ \end{aligned}∫xlnxdx=21∫lnxd(x2)=21(x2lnx−∫xdx)=21(x2lnx−21x2)+C=4x2(2lnx−1)+C
95.∫xnlnxdx=xn+1(n+1)2[(n+1)lnx−1]+C,n≠−1\int_{{}}^{{}}{{{x}^{n}}\ln xdx}=\frac{{{x}^{n+1}}}{{{\left( n+1 \right)}^{2}}}\left[ \left( n+1 \right)\ln x-1 \right]+C,\text{ }n\ne -1∫xnlnxdx=(n+1)2xn+1[(n+1)lnx−1]+C, n=−1
证明:
∫xnlnxdx=1n+1∫lnxd(xn+1)=1n+1[xn+1lnx−∫xndx]=1n+1[xn+1lnx−1n+1xn+1]+C=xn+1(n+1)2[(n+1)lnx−1]+C,n≠−1\begin{aligned} & \int_{{}}^{{}}{{{x}^{n}}\ln xdx}=\frac{1}{n+1}\int_{{}}^{{}}{\ln xd\left( {{x}^{n+1}} \right)} \\ & =\frac{1}{n+1}\left[ {{x}^{n+1}}\ln x-\int_{{}}^{{}}{{{x}^{n}}dx} \right] \\ & =\frac{1}{n+1}\left[ {{x}^{n+1}}\ln x-\frac{1}{n+1}{{x}^{n+1}} \right]+C \\ & =\frac{{{x}^{n+1}}}{{{\left( n+1 \right)}^{2}}}\left[ \left( n+1 \right)\ln x-1 \right]+C,\text{ }n\ne -1 \\ \end{aligned}∫xnlnxdx=n+11∫lnxd(xn+1)=n+11[xn+1lnx−∫xndx]=n+11[xn+1lnx−n+11xn+1]+C=(n+1)2xn+1[(n+1)lnx−1]+C, n=−1
96.∫(lnx)2dx=x[(lnx)2−2lnx+2]+C\int_{{}}^{{}}{{{\left( \ln x \right)}^{2}}dx}=x\left[ {{\left( \ln x \right)}^{2}}-2\ln x+2 \right]+C∫(lnx)2dx=x[(lnx)2−2lnx+2]+C
证明:
∫(lnx)2dx=x(lnx)2−2∫lnxdx=x(lnx)2−2x(lnx−1)+C(fromformula92)=x[(lnx)2−2lnx+2]+C\begin{aligned} & \int_{{}}^{{}}{{{\left( \ln x \right)}^{2}}dx}=x{{\left( \ln x \right)}^{2}}-2\int_{{}}^{{}}{\ln xdx} \\ & =x{{\left( \ln x \right)}^{2}}-2x\left( \ln x-1 \right)+C\text{ }\left( from\text{ }formula\text{ }92 \right) \\ & =x\left[ {{\left( \ln x \right)}^{2}}-2\ln x+2 \right]+C \\ \end{aligned}∫(lnx)2dx=x(lnx)2−2∫lnxdx=x(lnx)2−2x(lnx−1)+C (from formula 92)=x[(lnx)2−2lnx+2]+C
97.∫(lnx)ndx=x(lnx)n−n∫(lnx)n−1dx\int_{{}}^{{}}{{{\left( \ln x \right)}^{n}}dx}=x{{\left( \ln x \right)}^{n}}-n\int_{{}}^{{}}{{{\left( \ln x \right)}^{n-1}}dx}∫(lnx)ndx=x(lnx)n−n∫(lnx)n−1dx
证明:
∫(lnx)ndx=x(lnx)n−n∫x(lnx)n−1⋅1xdx=x(lnx)n−n∫(lnx)n−1dx\begin{aligned} & \int_{{}}^{{}}{{{\left( \ln x \right)}^{n}}dx}=x{{\left( \ln x \right)}^{n}}-n\int_{{}}^{{}}{x{{\left( \ln x \right)}^{n-1}}\centerdot \frac{1}{x}dx} \\ & =x{{\left( \ln x \right)}^{n}}-n\int_{{}}^{{}}{{{\left( \ln x \right)}^{n-1}}dx} \\ \end{aligned}∫(lnx)ndx=x(lnx)n−n∫x(lnx)n−1⋅x1dx=x(lnx)n−n∫(lnx)n−1dx
98.∫sin(lnx)dx=x2[sin(lnx)−cos(lnx)]+C\int_{{}}^{{}}{\sin \left( \ln x \right)dx}=\frac{x}{2}\left[ \sin \left( \ln x \right)-\cos \left( \ln x \right) \right]+C∫sin(lnx)dx=2x[sin(lnx)−cos(lnx)]+C
证明:
∫sin(lnx)dxt=lnx‾‾∫sintd(et)=etsint−∫etcostdt=etsint−∫costd(et)=etsint−[etcost+∫etsintdt]=etsint−etcost−∫sintd(et)\begin{aligned} & \int_{{}}^{{}}{\sin \left( \ln x \right)dx}\text{ }\underline{\underline{t=\ln x}}\text{ }\int_{{}}^{{}}{\sin td\left( {{e}^{t}} \right)} \\ & ={{e}^{t}}\sin t-\int_{{}}^{{}}{{{e}^{t}}\cos tdt} \\ & ={{e}^{t}}\sin t-\int_{{}}^{{}}{\cos td\left( {{e}^{t}} \right)} \\ & ={{e}^{t}}\sin t-\left[ {{e}^{t}}\cos t+\int_{{}}^{{}}{{{e}^{t}}\sin tdt} \right] \\ & ={{e}^{t}}\sin t-{{e}^{t}}\cos t-\int_{{}}^{{}}{\sin td\left( {{e}^{t}} \right)} \\ \end{aligned}∫sin(lnx)dx t=lnx ∫sintd(et)=etsint−∫etcostdt=etsint−∫costd(et)=etsint−[etcost+∫etsintdt]=etsint−etcost−∫sintd(et) ⇒∫sintd(et)=et2(sint−cost)+C\Rightarrow \int_{{}}^{{}}{\sin td\left( {{e}^{t}} \right)}=\frac{{{e}^{t}}}{2}\left( \sin t-\cos t \right)+C⇒∫sintd(et)=2et(sint−cost)+C
⇒∫sin(lnx)dx=x2[sin(lnx)−cos(lnx)]+C\Rightarrow \int_{{}}^{{}}{\sin \left( \ln x \right)dx}=\frac{x}{2}\left[ \sin \left( \ln x \right)-\cos \left( \ln x \right) \right]+C⇒∫sin(lnx)dx=2x[sin(lnx)−cos(lnx)]+C
99.∫cos(lnx)dx=x2[sin(lnx)+cos(lnx)]+C\int_{{}}^{{}}{\cos \left( \ln x \right)dx}=\frac{x}{2}\left[ \sin \left( \ln x \right)+\cos \left( \ln x \right) \right]+C∫cos(lnx)dx=2x[sin(lnx)+cos(lnx)]+C
证明:
∫cos(lnx)dxt=lnx‾‾∫costd(et)=etcost+∫etsintdt=etcost+∫sintd(et)=etcost+[etsint−∫etcostdt]=etcost+etsint−∫costd(et)\begin{aligned} & \int_{{}}^{{}}{\cos \left( \ln x \right)dx}\text{ }\underline{\underline{t=\ln x}}\text{ }\int_{{}}^{{}}{\cos td\left( {{e}^{t}} \right)} \\ & ={{e}^{t}}\cos t+\int_{{}}^{{}}{{{e}^{t}}\sin tdt} \\ & ={{e}^{t}}\cos t+\int_{{}}^{{}}{\sin td\left( {{e}^{t}} \right)} \\ & ={{e}^{t}}\cos t+\left[ {{e}^{t}}\sin t-\int_{{}}^{{}}{{{e}^{t}}\cos tdt} \right] \\ & ={{e}^{t}}\cos t+{{e}^{t}}\sin t-\int_{{}}^{{}}{\cos td\left( {{e}^{t}} \right)} \\ \end{aligned}∫cos(lnx)dx t=lnx ∫costd(et)=etcost+∫etsintdt=etcost+∫sintd(et)=etcost+[etsint−∫etcostdt]=etcost+etsint−∫costd(et) ⇒∫costd(et)=et2(cost+sint)+C\Rightarrow \int_{{}}^{{}}{\cos td\left( {{e}^{t}} \right)}=\frac{{{e}^{t}}}{2}\left( \cos t+\sin t \right)+C⇒∫costd(et)=2et(cost+sint)+C
⇒∫cos(lnx)dx=x2[sin(lnx)+cos(lnx)]+C\Rightarrow \int_{{}}^{{}}{\cos \left( \ln x \right)dx}=\frac{x}{2}\left[ \sin \left( \ln x \right)+\cos \left( \ln x \right) \right]+C⇒∫cos(lnx)dx=2x[sin(lnx)+cos(lnx)]+C
100.∫ln(x+1+x2)dx=xln(x+1+x2)−1+x2+C\int_{{}}^{{}}{\ln \left( x+\sqrt[{}]{1+{{x}^{2}}} \right)dx}=x\ln \left( x+\sqrt[{}]{1+{{x}^{2}}} \right)-\sqrt[{}]{1+{{x}^{2}}}+C∫ln(x+1+x2)dx=xln(x+1+x2)−1+x2+C
证明:
∫ln(x+1+x2)dx=xln(x+1+x2)−∫x1+2x21+x2x+1+x2dx=xln(x+1+x2)−∫x1+x2dx=xln(x+1+x2)−∫121+x2d(1+x2)=xln(x+1+x2)−1+x2+C\begin{aligned} & \int_{{}}^{{}}{\ln \left( x+\sqrt[{}]{1+{{x}^{2}}} \right)dx}=x\ln \left( x+\sqrt[{}]{1+{{x}^{2}}} \right)-\int_{{}}^{{}}{x\frac{1+\frac{2x}{2\sqrt[{}]{1+{{x}^{2}}}}}{x+\sqrt[{}]{1+{{x}^{2}}}}}dx \\ & =x\ln \left( x+\sqrt[{}]{1+{{x}^{2}}} \right)-\int_{{}}^{{}}{\frac{x}{\sqrt[{}]{1+{{x}^{2}}}}dx} \\ & =x\ln \left( x+\sqrt[{}]{1+{{x}^{2}}} \right)-\int_{{}}^{{}}{\frac{1}{2\sqrt[{}]{1+{{x}^{2}}}}}d\left( 1+{{x}^{2}} \right) \\ & =x\ln \left( x+\sqrt[{}]{1+{{x}^{2}}} \right)-\sqrt[{}]{1+{{x}^{2}}}+C \\ \end{aligned}∫ln(x+1+x2)dx=xln(x+1+x2)−∫xx+1+x21+21+x22xdx=xln(x+1+x2)−∫1+x2xdx=xln(x+1+x2)−∫21+x21d(1+x2)=xln(x+1+x2)−1+x2+C
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