【常见16个定积分公式】在数学学习和应用中,定积分是一个非常重要的概念,广泛应用于物理、工程、经济学等多个领域。掌握一些常见的定积分公式,可以大大提高解题效率和理解深度。以下是对16个常用定积分公式的总结,以文字说明加表格的形式呈现,便于查阅和记忆。
一、基本定积分公式
1. 常数积分公式
$\int_a^b k \, dx = k(b - a)$,其中 $k$ 为常数。
2. 幂函数积分公式
$\int_a^b x^n \, dx = \frac{b^{n+1} - a^{n+1}}{n+1}$,其中 $n \neq -1$。
3. 指数函数积分公式
$\int_a^b e^x \, dx = e^b - e^a$
4. 对数函数积分公式
$\int_a^b \frac{1}{x} \, dx = \ln\left
5. 三角函数积分公式(正弦)
$\int_a^b \sin x \, dx = -\cos b + \cos a$
6. 三角函数积分公式(余弦)
$\int_a^b \cos x \, dx = \sin b - \sin a$
7. 反三角函数积分公式(反正切)
$\int_a^b \frac{1}{1+x^2} \, dx = \arctan b - \arctan a$
8. 反三角函数积分公式(反余弦)
$\int_a^b \frac{1}{\sqrt{1-x^2}} \, dx = \arcsin b - \arcsin a$
二、特殊形式的定积分
9. 对称区间上的奇函数积分
若 $f(-x) = -f(x)$,则 $\int_{-a}^a f(x) \, dx = 0$
10. 对称区间上的偶函数积分
若 $f(-x) = f(x)$,则 $\int_{-a}^a f(x) \, dx = 2\int_0^a f(x) \, dx$
11. 正弦与余弦的周期性积分
$\int_0^{2\pi} \sin nx \, dx = 0$
$\int_0^{2\pi} \cos nx \, dx = 0$,其中 $n$ 为整数
12. 正弦与余弦的平方积分
$\int_0^{2\pi} \sin^2 nx \, dx = \pi$
$\int_0^{2\pi} \cos^2 nx \, dx = \pi$,其中 $n$ 为整数
13. 指数函数与正弦/余弦的乘积积分
$\int_0^{\infty} e^{-ax} \sin bx \, dx = \frac{b}{a^2 + b^2}$,其中 $a > 0$
$\int_0^{\infty} e^{-ax} \cos bx \, dx = \frac{a}{a^2 + b^2}$,其中 $a > 0$
14. 高斯积分
$\int_{-\infty}^{\infty} e^{-x^2} dx = \sqrt{\pi}$
15. 伽马函数相关积分
$\int_0^{\infty} x^n e^{-x} dx = n!$,其中 $n$ 为非负整数
16. 贝塔函数相关积分
$\int_0^1 x^{m-1}(1-x)^{n-1} dx = B(m,n) = \frac{\Gamma(m)\Gamma(n)}{\Gamma(m+n)}$,其中 $m > 0$, $n > 0$
三、常见定积分公式汇总表
| 序号 | 积分表达式 | 结果 | ||
| 1 | $\int_a^b k \, dx$ | $k(b - a)$ | ||
| 2 | $\int_a^b x^n \, dx$ | $\frac{b^{n+1} - a^{n+1}}{n+1}$ (n ≠ -1) | ||
| 3 | $\int_a^b e^x \, dx$ | $e^b - e^a$ | ||
| 4 | $\int_a^b \frac{1}{x} \, dx$ | $\ln\left | \frac{b}{a}\right | $ |
| 5 | $\int_a^b \sin x \, dx$ | $-\cos b + \cos a$ | ||
| 6 | $\int_a^b \cos x \, dx$ | $\sin b - \sin a$ | ||
| 7 | $\int_a^b \frac{1}{1+x^2} \, dx$ | $\arctan b - \arctan a$ | ||
| 8 | $\int_a^b \frac{1}{\sqrt{1-x^2}} \, dx$ | $\arcsin b - \arcsin a$ | ||
| 9 | $\int_{-a}^a f(x) \, dx$(奇函数) | 0 | ||
| 10 | $\int_{-a}^a f(x) \, dx$(偶函数) | $2\int_0^a f(x) \, dx$ | ||
| 11 | $\int_0^{2\pi} \sin nx \, dx$ | 0 | ||
| 12 | $\int_0^{2\pi} \cos nx \, dx$ | 0 | ||
| 13 | $\int_0^{\infty} e^{-ax} \sin bx \, dx$ | $\frac{b}{a^2 + b^2}$ | ||
| 14 | $\int_0^{\infty} e^{-ax} \cos bx \, dx$ | $\frac{a}{a^2 + b^2}$ | ||
| 15 | $\int_{-\infty}^{\infty} e^{-x^2} dx$ | $\sqrt{\pi}$ | ||
| 16 | $\int_0^{\infty} x^n e^{-x} dx$ | $n!$ |
通过以上16个常见定积分公式的整理,可以帮助读者快速掌握关键知识点,并在实际问题中灵活运用。这些公式是数学分析中的基础内容,建议结合练习题进行巩固。
以上就是【常见16个定积分公式】相关内容,希望对您有所帮助。
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