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不定積分基本型

大一 · 微積分

觀念

xyF(x) = x² + C(C = −1, 0, 1, 2)紅線:x = 1 的切線斜率都 = 2,F′ 一樣-2-11-112345O

不定積分 (indefinite integral) 是微分的反運算:找一個 FF 使 F′=fF' = f,寫成 ∫f dx=F(x)+C\int f\,dx = F(x) + C。常數 CC 不能漏——所有反導函數彼此只差一個常數。

基本表:∫xndx=xn+1n+1\int x^n dx = \frac{x^{n+1}}{n+1}(n≠−1n\ne-1)、∫1xdx=ln⁡∣x∣\int\frac{1}{x}dx = \ln|x|、∫exdx=ex\int e^x dx = e^x、∫sin⁡x dx=−cos⁡x\int\sin x\,dx = -\cos x、∫cos⁡x dx=sin⁡x\int\cos x\,dx = \sin x。根號與分母先改寫成冪:x=x1/2\sqrt{x} = x^{1/2}、1x2=x−2\frac{1}{x^2} = x^{-2}。

算例:∫(3x2+2x−ex)dx=x3+2ln⁡∣x∣−ex+C\int(3x^2 + \frac{2}{x} - e^x)dx = x^3 + 2\ln|x| - e^x + C。驗算方法永遠是:把答案微分回去。

積分比微分難得多——微分有機械式法則,積分需要辨識模式(代換、分部、部分分式)。這一節是所有積分技巧的詞彙表。

例題

求 ∫(−3ex−3x)dx\displaystyle\int \left(- 3 e^{x} - \frac{3}{x}\right)dx(x>0x > 0)(不定積分省略常數 CC,只填一個反導函數)。

看解法與答案

兩個基本公式:∫1xdx=ln⁡x\int \dfrac{1}{x}dx = \ln x(x>0x>0),∫exdx=ex\int e^x dx = e^x;常數倍可以提出來。

逐項:∫−3x dx=−3∫1xdx=−3ln⁡(x)\int - \frac{3}{x}\,dx = -3\int\dfrac{1}{x}dx = - 3 \ln{\left(x \right)};∫−3ex dx=−3ex\int - 3 e^{x}\,dx = - 3 e^{x}。

加起來:−3ex−3ln⁡(x)+C- 3 e^{x} - 3 \ln{\left(x \right)} + C。

答案: −3ex−3ln⁡(x)- 3 e^{x} - 3 \ln{\left(x \right)}

用在哪裡

插畫

不定積分基本型:情境插畫不定積分基本型:例題插畫

學習路徑

先學會

學完可以接著學

互動練習在本機版

這個網站是觀念與例題的閱讀版。互動練習(每次出不同數字的新題、自動判對錯、錯題本、熟練度與複習排程)在「數學學院」本機版,目前還沒對外開放。