2024年3月11日发(作者:谏水风)
第四章 幂函数的积分运算
本章所指的积分运算,包括下面两种情况:
1 根据变量的速度公式(对微分运算而言是微分公式,
对积分运算而言是原函数)求变量的变化量(即积分值)或者
变化公式(即积分公式);
2 根据变量的速度数据(即变量的速度公式是未知的,
根据其速度的测定数据进行运算)求变量的变化量或者变化公
式。
对于前一种情况,我们可以从微分公式逆向推导出积分公
式(以下称之为逆向推导法);对于后一种情况,我们可以先
求出变量的速度公式,然后按前一种情况进行运算。另外我们
还可以根据微分运算的增量递减法导出一种割距递减法。这种
方法虽然计算工作量较大一些,但在计算机已经普及的今天来
说,只要不是无穷大,就不能算是很大的问题。下面我们就分
别介绍该两种方法。
4-1 逆向推导法
对于微积分运算来说,前者是指根据变量的变化量求变化
速度的问题,后者是指根据变量的变化速度求变化量的问题。
这也就是说,积分运算中的原函数就是微分运算中的微分公式,
积分运算中的积分公式就是微分运算中的原函数。因此,对于
积分运算来说,如果原函数的函数公式是已知的,则我们可以
根据微分运算中微分公式与原函数的关系,从积分运算的原函
数推导出积分公式。因为这种推导,实际上也就是根据微分公
式逆向推导出微分运算的原函数的问题。所以,我们将其称之
为逆向推导法。
该方法适合于原函数的幂通式为已知时使用,如果是未知
的,应先求出其幂通式。
在上一章的介绍中,我们已经知道,在微分运算中,如果
原函数
n
f(x)
=ax
,
则其微分公式(导函数)
f
(x)
= anx
。
n-1
该两式的关系式为
f(x)
f
(x)
= ax
anx。
nn-1
根据上述关系式,微分运算中的原函数等于微分公式增加
1次幂,再除以它的指数。为与积分运算相适应,现在,我们
令微分公式
n
f
(x)
= ax
,
于是我们有
ax
n
1
。
f(x)
=
n
1
这就是微分公式
f
(x)
= ax时的原函数;也就是积分运算中,
原函数
f(x)
=ax
n
时的积分公式。因此,当原函数
n
f(x)
=ax
时,
ax
n
1
f(x)
=
,
n
1
n
(式4-2-1-1)
这就是幂函数的积分公式。式中系数a为任意实数,指数n为
任意正整数。
下面,我们计算几个例题。
例题4-2-1-1:求
32
f(x)
=4x
-3x-2x+5
的积分公式?
解:
该例题是一个高次多项式,我们必须逐项求出它的积分公
2024年3月11日发(作者:谏水风)
第四章 幂函数的积分运算
本章所指的积分运算,包括下面两种情况:
1 根据变量的速度公式(对微分运算而言是微分公式,
对积分运算而言是原函数)求变量的变化量(即积分值)或者
变化公式(即积分公式);
2 根据变量的速度数据(即变量的速度公式是未知的,
根据其速度的测定数据进行运算)求变量的变化量或者变化公
式。
对于前一种情况,我们可以从微分公式逆向推导出积分公
式(以下称之为逆向推导法);对于后一种情况,我们可以先
求出变量的速度公式,然后按前一种情况进行运算。另外我们
还可以根据微分运算的增量递减法导出一种割距递减法。这种
方法虽然计算工作量较大一些,但在计算机已经普及的今天来
说,只要不是无穷大,就不能算是很大的问题。下面我们就分
别介绍该两种方法。
4-1 逆向推导法
对于微积分运算来说,前者是指根据变量的变化量求变化
速度的问题,后者是指根据变量的变化速度求变化量的问题。
这也就是说,积分运算中的原函数就是微分运算中的微分公式,
积分运算中的积分公式就是微分运算中的原函数。因此,对于
积分运算来说,如果原函数的函数公式是已知的,则我们可以
根据微分运算中微分公式与原函数的关系,从积分运算的原函
数推导出积分公式。因为这种推导,实际上也就是根据微分公
式逆向推导出微分运算的原函数的问题。所以,我们将其称之
为逆向推导法。
该方法适合于原函数的幂通式为已知时使用,如果是未知
的,应先求出其幂通式。
在上一章的介绍中,我们已经知道,在微分运算中,如果
原函数
n
f(x)
=ax
,
则其微分公式(导函数)
f
(x)
= anx
。
n-1
该两式的关系式为
f(x)
f
(x)
= ax
anx。
nn-1
根据上述关系式,微分运算中的原函数等于微分公式增加
1次幂,再除以它的指数。为与积分运算相适应,现在,我们
令微分公式
n
f
(x)
= ax
,
于是我们有
ax
n
1
。
f(x)
=
n
1
这就是微分公式
f
(x)
= ax时的原函数;也就是积分运算中,
原函数
f(x)
=ax
n
时的积分公式。因此,当原函数
n
f(x)
=ax
时,
ax
n
1
f(x)
=
,
n
1
n
(式4-2-1-1)
这就是幂函数的积分公式。式中系数a为任意实数,指数n为
任意正整数。
下面,我们计算几个例题。
例题4-2-1-1:求
32
f(x)
=4x
-3x-2x+5
的积分公式?
解:
该例题是一个高次多项式,我们必须逐项求出它的积分公