吳美容 李小襯 姜葉乘
摘 要 不定積分是《高等數(shù)學》中的一個重要的教學內(nèi)容,換元積分法是一種重要而常用的積分方法。本文對換元積分法作了深入的研究,并對換元積分法的多種換元技巧進行了探討。
關鍵詞 換元法 不定積分 湊微分
中圖分類號:G724.4 文獻標識碼:A
微積分的不定積分求解可以歸結為求被積函數(shù)的原函數(shù),但是在教學過程中,由于不定積分求解方法非常靈活,并且原函數(shù)也不唯一,但是這些不同的原函數(shù)之間僅僅相差一個常數(shù)。換元積分法分為兩大類:第一換元積分法和第二換元積分法。第一換元法也稱為 “湊微分法”,它是不定積分計算的核心,也是求解積分最基本、最常用方法之一。對于湊微分的教學,要引導學員觀察被積函數(shù)的特點,看看哪些可以拿出去湊微分,我們一般把簡單的函數(shù)拿去湊微分,復雜的函數(shù)留下來,正如生活中的一句俗語:把方便留給別人,困難留給自己。巧婦難為無米之炊,學員必須熟記微分公式和積分公式,否則無法使用湊微分的方法。如何幫助學員更好地掌握湊微分法,本文將做初步探討。在學員掌握第一換元法之后,可以加強第二換元的學習,本文對一些常用的三角代換法、倒代換法等進行了總結。
1第一類換元積分法
第一換元積分法也稱為湊微分法,事實上第一換元積分法是復合函數(shù)微分運算的一種逆運算,即微分形式不變性的一種逆運算。
設函數(shù)f(u)在區(qū)間上連續(xù),u= (x)有連續(xù)的導數(shù)且 的值域包含在I中,則有換元公式。該公式∫f[ (x)] '(x)dx=[∫f(u)du]u= (x)給出的方法也叫不定積分的第一類換元法。
第一類換元積分法關鍵是要找到被積函數(shù)中的導數(shù)朋友,理解“湊”的過程,會“湊”微分。換元積分法包含了很多靈活的解題技巧。只有通過大量的實踐練習,在練習中總結,在實踐中掌握換元積分法的訣竅。筆者從教學實踐中了探討了換元積分法的常用技巧,引起學員的濃厚興趣,使他們普遍提高了用換元積分法解題的能力,產(chǎn)生了良好的教學效果。對這種方法熟悉之后,第一類換元法的中間變量可以不設出來。使用此公式的關鍵在于將∫g(x)dx化為∫f[ (x)] '(x)dx直接將中間變量看作一個整體。
上述所介紹的都是利用換元積分法的幾種典型情形。讀者應認真研究這些積分方法,掌握求不定積分的一般規(guī)律,多做題,多看典型例題,并靈活運用、做好總結。
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