第四十四讲 第二类换元积分法(去根号法)
定理2 设函数连续,函数有连续导数,并且存在反函数,如果,则
.
这种求不定积分的方法通常叫做第二类换元积分法.
不难看出,第二类换元积分法是把第一类换元积分法反过来使用,只是在不同的情况下同一公式的两种不同的使用方式,二者区别就在于:第一换元积分法是将被积函数中的某函数看成积分变量,此时是积分变量的函数,而第二换元积分法引入新的变量,使,原积分变量是新变量的函数.
第二类换元积分法主要用来求某些含根式的不定积分,通过变量替换去掉根式.
例11 求.
解 令则,,于是
.
例.12 求 .
解 设,则
,,所以
,
因为,所以,于是
,
故所求不定积分
.
注 对于上例,当得到时,为了用变量替换,也可以根据,作辅助三角形(如图1),
于是有,所以
和例12类似,利用三角公式消去根式可以求出以下结果:
.
.
注 在利用第二换元法解决被积函数中带有根式的某些积分时,常用的变量替换可总结如下:
①被积函数为,则令,其中为的最小公倍数.
②被积函数为,则令.
③被积函数为,则令.
④被积函数为,则令.
⑤被积函数为,则令.
其中①、②两种称为代数代换,③、④、⑤三种类型称为三角代换.
在上面的换元积分例题中,有些积分的结果在今后的运算中经常会遇到,可以作为公式使用.为了便于读者查找和记忆,现列举如下.
(1);
(2);
(3);
(4);
(5);
(6);
(7);
(8);
(9);
(10).