§ 5.2 换元法
2.1 第一换元法
定理1 如果
,又
是
可微函数,则
。
证 由条件,我们有
,一阶微分有不变性:
,
所以
。
例1
![]()
解 ![]()
![]()
。
例2 ![]()
解
。
例3 ![]()
解

总结 (1)复合函数求导:
是直接的,在不定积分换元法中应用的是同一原理,但现在是倒着走,即要把被积函数人为地拆成
与
乘积,如何拆,要灵活掌握,目标是往已知积分表里的公式靠。
(2)若
,则
是一种常用换元。
(3)在实际运算中不必一定写出
这步代换,自己看清就行了。
例4 ![]()
解
另一种解法:

例5 ![]()
解

例6 ![]()
解
。
又一解法:

例7
解
。
例8 ![]()
解
。
又一解法:
事实上这两个答案恰相差一个常数。
例9
![]()
解
。
例10 ![]()
解

这个递推公式非常有用,比如
![]()

例11 ![]()
解
![]()
![]()
又一解法:
![]()

例12 ![]()
解


所以 ![]()
![]()
![]()
Ⅰ
Ⅱ
已知Ⅱ求Ⅰ,是第一换元法;
已知Ⅰ求Ⅱ,是第二换元法。
定理2 设
在开区间上导数
或
,又如果
,
则
,其中
为
的反函数。
证 已知
,又
,所以
连续,严格单调,因此反函数
存在,也连续,严格单调,且
。于是
,
所以
。
第二换元法主要用来求含有
的积分。
例13 ![]()
解 令
,
,则

例14
![]()
解 令![]()

又一解法: 令
,
,![]()
。
注:上面是对
进行的,对于
同样方法。
例15
![]()
解 令
,
。
例16 ![]()
解 令 ![]()

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