积分的两板斧:换元与分部

10 分钟

求导容易积分难

求导像拆机器:照着规矩拆,总能拆完。积分像装回去:常常要试、要猜、要技巧。三百年里数学家攒下一本「装机手册」,最常用的两招是换元法分部积分

换元:换个角度看

面对 ∫2x·cos(x²)dx 这样的怪物,秘诀是发现 2x 正是 x² 的导数——把 x² 整体叫作 u,式子立刻变成 cos u,积分得 sin u,再换回 x,答案是 sin(x²)。白话:认出「内心和它的导数同时出现」,就能化繁为简。这其实是链式法则倒着用。

分部:乘法法则倒着用

第二讲讲过乘积求导要「轮流来」。把这个公式倒过来写,就是分部积分:两个函数相乘不好积?把一个先积、另一个求导,交叉换位,常常就能化开。它和换元法互为补充,一攻嵌套、一攻乘积。

常见误区

换元之后,积分的上下限也必须跟着换。用新变量算到底却套了旧范围,是最常见的失分点——就像汇率换了、标价却忘了换。

练一练:找身边「换元」的例子:曹冲称象把大象换成石头,是不是一种「先换元、算完再换回」?

小纸条

举例说明生活中的「换元法」:把难算的问题换成好算的,算完再换回来。

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