秒杀分部积分,提高计算幸福感——表格积分法

分部积分法是常用的积分方法。但是长长的计算过程往往让人望而却步。事实上看似繁琐的运算步骤可以通过列表变得直观简洁。步骤如下:

考虑积F(x)= f(x)·g(x)的过程,其中f(x)是F(x)的一个可微分到0的因子。

1 列一个两列的表,左列不断对f(x)微分直至0,右列同时对g(x)积分,微分和积分次数相同
2 给所有偶数行的f(x)各阶导取相反数
3 左侧第一行乘以右侧第二行,左侧第二行乘右侧第三行,等等。把他们加起来!
4 不定积分记得+C!

煮个栗子:

F ( x ) = f ( x ) g ( x ) = x 5 s i n x F(x)=f(x)·g(x)=x^5sin x

显然f(x)是单项式,六步微到0。同时积g(x)六次。把f(x)偶数行加上负号。

f(x) g(x)
x 5 x^5 sinx
5 x 4 -5x^4 −cosx
20 x 3 20x^3 −sinx
60 x 2 -60x^2 cosx
120 x 120x sinx
-120 −cosx
0 −sinx

通过对左侧和右侧下一行的相乘求和我们就得到了:

x 5 s i n x d x = x 5 c o s x + 5 x 4 s i n x + 20 x 3 c o s x 60 x 2 s i n x 120 x c o s x + 120 s i n x + C = c o s x ( x 5 + 20 x 3 120 x ) + s i n x ( 5 x 4 60 x 2 + 120 ) + C ∫x^5sinxdx\\=−x^5cosx+5x^4sinx+20x^3cosx−60x^2sinx−120xcosx+120sinx+C\\=cosx(−x^5+20x^3−120x)+sinx(5x^4−60x^2+120)+C

是不是特别简单呢?

这种做法可以给你一种数理基础变扎实了的感觉。奇怪的知识增加啦!

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