分类名称
| 名称 | 涵盖的积分类型 |
|---|
| 反双曲函数积分 | 结果为 sinh−1x、cosh−1x、tanh−1x 等 |
| 含 a2+x2 的积分 | 用三角换元 x=atanθ 或双曲换元 x=asinht |
| 第二类换元积分(三角换元) | 中国高校教材的通用叫法;英文教材称 Trigonometric Substitution |
三种核心根式对应的换元
| 根式 | 换元方法 | 结果类型 |
|---|
| a2−x2 | x=asinθ | 反三角函数 |
| a2+x2 | x=atanθ 或 x=asinht | 反双曲函数 |
| x2−a2 | x=asecθ 或 x=acosht | 反双曲函数 |
证明
目标:
∫1+x21,dx=lnx+1+x2+C
令 x=tanθ,则 dx=sec2θ,dθ
1+x2=1+tan2θ=sec2θ=∣secθ∣=secθ
代入积分:
∫secθ1⋅sec2θ,dθ=∫secθ,dθ
计算 ∫secθ,dθ:
∫secθ,dθ=∫secθ⋅secθ+tanθsecθ+tanθ,dθ
令 u=secθ+tanθ,则 du=(secθtanθ+sec2θ),dθ,于是:
=∫udu=ln∣u∣+C=ln∣secθ+tanθ∣+C
回代 x:
由 x=tanθ,得 secθ=1+x2,故:
∫1+x21,dx=lnx+1+x2+C
备注: 此结果也常写作 sinh−1(x)+C,两者相差常数,等价。
备注 此结果也常写作 sinh−1(x)+C,因为 sinh−1(x)=ln(x+x2+1),两者相差常数,等价。
推广公式
∫a2+x2dx=ln(x+x2+a2)+C(a>0)