常 用 积 分 公 式 （一）含有ax b +的积分(0a ≠) 1．d x ax b +? ＝1 ln ax b C a ++ 2．()d ax b x μ+?＝11 ()(1) ax b C a μμ++++（1μ≠-） 3．d x x ax b +? ＝21 (ln )ax b b ax b C a +-++ 4．2d x x ax b +? ＝22311()2()ln 2ax b b ax b b ax b C a ?? +-++++???? 5．d () x x ax b +?＝1ln ax b C b x +-+ 6．2 d () x x ax b +?＝21ln a ax b C bx b x +-++ 7．2d ()x x ax b +? ＝21(ln )b ax b C a ax b ++++ 8．22 d ()x x ax b +?＝2 31(2ln )b ax b b ax b C a ax b +-+-++ 9．2 d ()x x ax b +? ＝ 211ln ()ax b C b ax b b x +-++ 的积分 10．x C + 11．x ?＝2 2(3215ax b C a -+ 12．x x ?＝2223 2 (15128105a x abx b C a -+ 13．x ＝22 (23ax b C a - 14．2x ＝2223 2(34815a x abx b C a -+
15 ． ＝(0) (0) C b C b ?+>< 16 ． 2a b - 17 ．x ＝b +18 ．x ＝2a x -+ （三）含有22x a ±的积分 19．22d x x a +?=1arctan x C a a + 20．22d ()n x x a +?=2221222123d 2(1)()2(1)()n n x n x n a x a n a x a ---+-+-+? 21．22 d x x a -? =1ln 2x a C a x a -++ （四）含有2(0)ax b a +>的积分 22．2d x ax b +? ＝(0) (0) C b C b ?+>+< 23．2 d x x ax b +? ＝2 1ln 2ax b C a ++ 24．22d x x ax b +?＝2d x b x a a ax b -+? 25．2d ()x x ax b +?＝2 2 1ln 2x C b ax b ++ 26．22d ()x x ax b +? ＝21d a x bx b ax b --+?
高等数学常用导数和积分公式 导数公式：基本积分表：三角函数的有理式积分： （一）含有的积分() 1.＝ 2.＝（） 3.＝ 4.＝ 5.＝ 6.＝ 7.＝ 8.＝ 9.＝ （二）含有的积分10.＝11.＝12.＝13.＝14.＝15.＝16.＝17.＝18.＝ （三）含有的积分19.=20.=21.= （四）含有的积分22.＝23.＝24.＝25.＝26.＝27.＝28.＝ （五）含有的积分29.＝30.＝ （六）含有的积分31.＝＝32.＝33.＝34.＝35.＝36.＝37.＝38.＝39.＝40.＝41.＝42.＝43.＝44.＝ （七）含有的积分45.＝=46.＝47.＝48.＝49.＝50.＝51.＝52.＝53.＝54.＝55.＝56.＝57.＝58.＝
（八）含有的积分59.＝60.＝61.＝62.＝63.＝64.＝65.＝66.＝67.＝68.＝69.＝70.＝71.＝72.＝（九）含有的积分73.＝74.＝75.＝76.＝77.＝78.＝（）含有或的积分79.＝80.＝81.＝82.＝（一）含有三角函数的积分83.＝84.＝85.＝86.＝87.＝＝88.＝＝89.＝90.＝91.＝92.＝93.＝94.＝95.＝96.＝97.＝98.＝99.＝＝100.＝101.＝102.＝103.＝104.＝105.＝106.＝107.＝108.＝109.＝110.＝111.＝112.＝（二）含有反三角函数的积分（其中）113.＝114.＝115.＝116.＝117.＝118.＝119.＝120.＝121. ＝（三）含有指数函数的积分122.＝123.＝124.＝125.＝126.＝127.＝128.＝129.＝130.＝131.＝（四）含有对数函数的积分132.＝133.＝134.＝135.＝136.＝（五）含有双曲函数的积分137.＝138.＝139.＝140.＝141.＝（六）定积分142.＝＝0143.＝0144.＝145.＝146.＝＝147. ＝＝＝（为大于1的正奇 数），＝1 （为正偶数），＝
高等数学公式大全 导数公式： 基本积分表： a x x a a a ctgx x x tgx x x x ctgx x tgx a x x ln 1)(log ln )(csc )(csc sec )(sec csc )(sec )(22 = '='?-='?='-='='2 2 22 11 )(11 )(11 )(arccos 11 )(arcsin x arcctgx x arctgx x x x x +- ='+= '-- ='-= '? ?????????+±+=±+=+=+=+-=?+=?+-==+==C a x x a x dx C shx chxdx C chx shxdx C a a dx a C x ctgxdx x C x dx tgx x C ctgx xdx x dx C tgx xdx x dx x x )ln(ln csc csc sec sec csc sin sec cos 222 22 22 2C a x x a dx C x a x a a x a dx C a x a x a a x dx C a x arctg a x a dx C ctgx x xdx C tgx x xdx C x ctgxdx C x tgxdx +=-+-+=-++-=-+=++-=++=+=+-=????????arcsin ln 21ln 211csc ln csc sec ln sec sin ln cos ln 2 2222222? ????++-=-+-+--=-+++++=+-= ==-C a x a x a x dx x a C a x x a a x x dx a x C a x x a a x x dx a x I n n xdx xdx I n n n n arcsin 22ln 22)ln(221 cos sin 22 2222222 2222222 22 2 22 2 π π
常 用 积 分 公 式 （一）含有ax b +的积分(0a ≠) 1．d x ax b +?＝1 ln ax b C a ++ 2．()d ax b x μ +?＝1 1()(1)ax b C a μμ++++（1μ≠-） 3．d x x ax b +?＝21 (ln )ax b b ax b C a +-++ 4．2d x x ax b +?＝22 311()2()ln 2ax b b ax b b ax b C a ??+-++++???? 5．d ()x x ax b +?＝1ln ax b C b x +-+ 6．2d ()x x ax b +?＝2 1ln a ax b C bx b x +-++ 7．2d ()x x ax b +?＝21(ln )b ax b C a ax b ++++ 8．22d ()x x ax b +?＝231(2ln )b ax b b ax b C a ax b +-+-++ 9．2d ()x x ax b +?＝2 11ln ()ax b C b ax b b x +-++ 的积分 10 ．x ? C 11 ．x ? ＝2 2 (3215ax b C a -+
12 ．x x ? ＝2223 2 (15128105a x abx b C a -+ 13 ． x ＝2 2(23ax b C a - 14 ． 2x ＝22232(34815a x abx b C a -++ 15 ． ＝(0) (0) C b C b ?+>< 16 ．? 2a bx b -- 17 ． x ＝b 18 ． x ＝ 2a + （三）含有22 x a ±的积分 19．22d x x a +?=1arctan x C a a + 20．22d ()n x x a +?=2221222123d 2(1)()2(1)()n n x n x n a x a n a x a ---+-+-+? 21．22d x x a -?=1ln 2x a C a x a -++ （四）含有 2 (0)ax b a +>的积分 22．2 d x ax b +? ＝(0) (0) x C b C b ?+>+<
常 用 高 数 积 分 公 式 （一）含有ax b +的积分(0a ≠) 1．d x ax b +? ＝ 1ln ax b C a ++ 2．()d ax b x μ +?＝1 1() (1) ax b C a μμ++++（1μ≠-） 3．d x x ax b +?＝ 2 1(ln )ax b b ax b C a +-++ 4．2 d x x ax b +? ＝ 22 311()2()ln 2ax b b ax b b ax b C a ??+-++++???? 5．d () x x ax b +? ＝1ln ax b C b x +-+ 6．2 d () x x ax b +? ＝2 1ln a ax b C bx b x +- ++ 7．2 d () x x ax b +? ＝2 1(ln )b ax b C a ax b ++ ++ 8．2 2 d () x x ax b +? ＝ 2 3 1(2ln )b ax b b ax b C a ax b +-+- ++ 9．2 d () x x ax b +? ＝ 2 11ln () ax b C b ax b b x +- ++ 的积分 10．x ? C 11．x ?＝2 2 (3215ax b C a -+ 12．x x ?＝ 2 2 2 3 2(15128105a x abx b C a -+ 13．x ? ＝ 2 2(23ax b C a -+
14 ．2 x ? ＝ 222 3 2(34815a x abx b C a -++ 15 ．? (0) (0) C b C b ?+>?的积分 22．2d x ax b +? ＝(0) (0) C b C b ? +>? ? ? +< 23．2 d x x ax b +? ＝ 2 1ln 2ax b C a ++
第十一章 曲线积分与曲面积分 内容要点 一、引例 设有一曲线形构件所占的位置是xOy 面内的一段曲线L （图10-1-1），它的质量分布不均匀，其线密度为),(y x ρ，试求该构件的质量. 二、第一类曲线积分的定义与性质 性质1 设α，β为常数，则 ???+=+L L L ds y x g ds y x f ds y x g y x f ),(),()],(),([βαβα； 性质2设L 由1L 和2L 两段光滑曲线组成(记为=L 21L L +)，则 .),(),(),(2 1 2 1 ???+=+L L L L ds y x f ds y x f ds y x f 注： 若曲线L 可分成有限段，而且每一段都是光滑的，我们就称L 是分段光滑的，在以后的讨论中总假定L 是光滑的或分段光滑的. 性质3 设在L 有),(),(y x g y x f ≤，则 ds y x g ds y x f L L ??≤),(),( 性质4（中值定理）设函数),(y x f 在光滑曲线L 上连续，则在L 上必存在一点),(ηξ，使 s f ds y x f L ?=?),(),(ηξ 其中s 是曲线L 的长度. 三、第一类曲线积分的计算：)(), (),(βα≤≤?? ?==t t y y t x x dt t y t x t y t x f ds y x f L )()(])(),([),(22'+'=??β α 如果曲线L 的方程为 b x a x y y ≤≤=),(，则 dx x y x y x f ds y x f b a L )(1])(,[),(2'+=?? 如果曲线L 的方程为 d y c y x x ≤≤=),(，则 dy y x y y x f ds y x f d c L )(1]),([),(2'+=?? 如果曲线L 的方程为 βθαθ≤≤=),(r r ，则 θθθθθβ α d r r r r f ds y x f L )()()sin ,cos (),(22'+=??
创作编号： GB8878185555334563BT9125XW 创作者： 凤呜大王* 常 用 积 分 公 式 （一）含有ax b +的积分(0a ≠) 1． d x ax b +?＝1 ln ax b C a ++ 2．()d ax b x μ +? ＝ 11 ()(1) ax b C a μμ++++（1μ≠-） 3． d x x ax b +?＝21 (ln )ax b b ax b C a +-++ 4．2d x x ax b +? ＝22311()2()ln 2ax b b ax b b ax b C a ?? +-++++???? 5． d ()x x ax b +?＝1ln ax b C b x +-+ 6． 2 d () x x ax b +? ＝21ln a ax b C bx b x +-++ 7． 2 d ()x x ax b +?＝21(ln )b ax b C a ax b ++++ 8．22 d ()x x ax b +?＝2 31(2ln )b ax b b ax b C a ax b +-+-++
9． 2 d () x x ax b +? ＝211ln ()ax b C b ax b b x +-++ 的积分 10 ． x ? C + 11 ．x ? ＝2 2 (3215ax b C a - 12 ．x x ? ＝2223 2(15128105a x abx b C a -++ 13 ． x ? ＝22 (23ax b C a - 14 ． 2x ? ＝222 3 2(34815a x abx b C a -++ 15 ．? (0) (0) C b C b ?+>< 16 ． ? ＝2a bx b -- 17 ． x ? ＝b ?18． 2d x x ? ＝2a + （三）含有2 2 x a ±的积分 19． 22d x x a +?=1arctan x C a a +
第十二章曲线积分与曲面积分 一．基本要求 1．正确理解两类曲线积分与两类曲面积分的概念和性质及几何意义和物理意义。 2．熟练掌握两类曲线积分和两类曲面积分的计算方法，了解两类曲线积分和两 类曲面积分之间相互关系。 3．掌握格林公式及应用，熟悉和会应用平面曲线积分与路经无关的条件。掌握 二元函数全微分方程的求解方法。 4．掌握高斯公式及应用，了解斯托克斯公式，知道通量与散度，环流量与旋度。 5．会用曲线积分和曲面积分求一些几何量与物理量（弧长、曲面面积、质量、 重心、转动惯量、功及流量等）。 二．主要内容(见第二页至第十三页) 1．主要内容联系（框图） 2．曲线积分和曲面积分（表格） 3．曲线和曲面积分的解题步骤（框图） 4．格林公式、高斯公式及斯托克斯公式（表格） 5．在平面区域G上曲线积分与路径无关的（四个等价）条件（框图） 6．全微分方程（框图） 7．注解（注一至注十）（表格） 三．考点与难点 考点： 1．两类曲线积分化为定积分的计算方法及两类曲面积分化为二重积分的计算
方法。 2．格林公式和高斯公式成立的条件和结论，正确灵活地应用格林公式和高斯 公式。 3．应用平面曲线积分与路径无关的四个条件。 4．曲线积分和曲面积分的几何意义和物理意义，将几何问题和物理问题化为曲线积分问题和曲面积分问题求解。 难点： 应用各类型的积分之间关系，选择合适的（可计算的，更方便的）积分计算。 四．例题及题解（见第十四页至第二十一页） 例1至例15 五．部分习题题解（见第二十二页至第三十页） 习题（一）至习题（十五） 六．试卷（见第三十一页至第三十八页） 试卷)(A 、试卷)(B 、试卷)(C 七．试卷答案及题解（见第三十九页至第四十六页） 试卷)(A 、试卷)(B 、试卷)(C 答案及题解 二．主要內容 1。主要内容联系（框图）
曲线积分与路径无关问题 1. 第一型曲线积分 (1)对弧长的曲线积分的模型：设给定一条平面曲线弧L ：AB ,其线密度为 ),(y x ρ求弧AB 的质量m 。 ?=L ds y x f m ),(, (2)若BA L AB L ==21,，则?1 ),(L ds y x f =?2 ),(L ds y x f ，即对弧长的曲线积分 与积分弧段有关,但与积分弧段的方向无关。 (3)对弧长的曲线积分的计算 设),(y x f 在曲线弧L 上有定义且连续,L 的参数方程为???==) () (t y t x ψ? ， )(βα≤≤t ,其中)(t ?、)(t ψ在[]βα,上具有一阶连续导数，且0)()(2'2'≠+t t ψ?， 则曲线积分?L ds y x f ),(存在，且 ? L ds y x f ),(=[]dt t t t t f )()()(),(2'2'ψ?ψ?β α +?? )(βα< 特别,当1),(=y x f 时, ? L ds y x f ),(表示曲线弧L 的弧长。 当曲线弧L 的方程为)(x g y = )(b x a ≤≤，)(x g 在[]b a ,上有连续的导数，则 ? L ds y x f ),(=[]dx x g x g x f d a )(1)(,2'+??； 把线弧L 的方程为)(x f y =化作参数方程? ??==)(x g y x x ，)(b x a ≤≤， ? L ds y x f ),(=[]dy y h y y h f d c )(1),(2'+?? )(d y c ≤≤ 2. 第二型曲线积分 (1) 第二型曲线积分的模型: 设有一平面力场j y x Q i y x P y x F ),(),(),(+=，其中),(),,(y x Q y x P 为连续函数,一质点在此力场的力作用下，由点A 沿光滑曲线 L 运动到点B ，求力场的力所作的功W 。
导数公式： 基本积分表： 三角函数的有理式积分： a x x a a a ctgx x x tgx x x x ctgx x tgx a x x ln 1)(log ln )(csc )(csc sec )(sec csc )(sec )(22 = '='?-='?='-='='2 2 22 11 )(11 )(11 )(arccos 11 )(arcsin x arcctgx x arctgx x x x x +- ='+= '-- ='-= '? ?????????+±+=±+=+=+=+-=?+=?+-==+==C a x x a x dx C shx chxdx C chx shxdx C a a dx a C x ctgxdx x C x dx tgx x C ctgx xdx x dx C tgx xdx x dx x x )ln(ln csc csc sec sec csc sin sec cos 222 22 22 2C a x x a dx C x a x a a x a dx C a x a x a a x dx C a x arctg a x a dx C ctgx x xdx C tgx x xdx C x ctgxdx C x tgxdx +=-+-+=-++-=-+=++-=++=+=+-=????????arcsin ln 21ln 211csc ln csc sec ln sec sin ln cos ln 2 2222222? ????++-=-+-+--=-+++++=+-= ==-C a x a x a x dx x a C a x x a a x x dx a x C a x x a a x x dx a x I n n xdx xdx I n n n n arcsin 22ln 22)ln(221 cos sin 22 2222222 2222222 22 2 22 2 π π
第二十一章 重积分 3格林公式、曲线积分与路线的无关性 一、格林公式 概念：当区域D 的边界L 由一条或几条光滑曲线所组成时，规定边界曲线的正方向为：当人沿边界行走时，区域D 总在他的左边. 与正方向相反的方向称为负方向，记为-L. 定理21.11：若函数P(x,y), Q(x,y)在闭区域D 上连续，且有连续的一阶偏导数，则有格林公式： ?????? ? ???-??D d y P x Q σ=?+L Qdy Pdx . L 为区域D 的边界曲线，并取正方向. 证：根据区域D 的不同形状，可分三种情形来证明： (1)若区域D 既是x 型区域，又是y 型区域(如图1)，即 平行于坐标轴的直线和L 至多交于两点，该区域D 可表示为： φ1(x)≤y ≤φ2(x), a ≤x ≤b 或ψ1(x)≤x ≤ψ2(x), c ≤y ≤d. 这里y=φ1(x)和y=φ2(x)分别为曲线⌒ACB 和⌒AEB 的方程, x=ψ1(x)和x=ψ2(x) 分别为曲线⌒CAE 和⌒CBE 的方程, ∴?? ??D d x Q σ=????)()(21y y d c dx x Q dy ψψ=?d c dy y y Q )),((2ψ-?d c dy y y Q )),((1ψ =?? CBE dy y x Q ),(-?? CAE dy y x Q ),(=?? CBE dy y x Q ),(+?? EAC dy y x Q ),(=?L dy y x Q ),(. 同理可证：-?? ??D d y P σ=?L dx y x P ),(. 即有?????? ? ???-??D d y P x Q σ=?+L Qdy Pdx . (2)若区域D 是一条按段光滑的闭曲线围成(如图2)， 则先用几段光滑曲线将D 分成有限个既是x 型又是y 型的子区域，
§ 22.2曲线积分和路径的无关性 引言 第二类曲线积分不仅与曲线的起点和终点有关， 而且也与所沿的积分路径有关。对同一 个起点和同一个重点， 沿不同的路径所得到的第二类曲线积分一般是不相同的。 在什么样的 条件下第二类曲线积分与积分路径无关而仅与曲线的起点和重点有关呢？下面我们在平面 中情形来讨论这个问题。 定理1：若函数P x,y ，Q x, y 在区域D 上有连续的偏导数， D 是单连通区域，则 F 列命题等价： ⑴对D 内任意一条闭曲线C ，有 P x,y dx Q x, y dy 0。 C ⑵对D 内任意一条闭曲线I ，曲线积分 P x, y dx Q x, y dy I 与路径无关（只依赖曲线的端点）。 ⑶存在可微函数 U x, y ，使得D 内成立dU Pdx Qdy ； P Q ⑷ 在D 内处处成立。 y x 定义1：当曲线积分和路径无关时， 即满足上面的诸条件时， 如令点A x o ,y o 固定而点 B x, y 为区域内任意一点，那么 x,y U x, y Pdx Qdy x o ,y o 在D 内连续并且单值。这个函数 U x,y 称为Pdx Qdy 的原函数。 原函数的求法: （1）U x,y x P x, y dx x y Q x 0, y dy C ； y o 或 x y （2）U x, y P x,y ° dx Q x, y dy C 。 y o 例1 :求原函数u
(1) x2 2xy y2 dx x2 2xy y2 dy； 2 2 (2) 2xcosy y sinx dx 2ycosx x siny dy。 定义2：只绕奇点M —周的闭路上的积分值叫做区域D的循环常数，记为。于是，对D内任一闭路C C Pdx Qdy n , 这里n为沿逆时针方向绕M的圈数。 例2：证明；xd x 今关于奇点的循环常数是0,0，从而积分与路径无关。 x y
第十章 曲线积分与曲面积分答案 一、选择题 1．曲线积分 ()sin ()cos x L f x e ydx f x ydy ??--? ??与路径无关，其中()f x 有一阶连续偏导数，且(0)0f =，则()f x = B A. 1()2x x e e -- B. 1()2x x e e -- C. 1 ()2 x x e e -+ 2．闭曲线C 为1x y +=的正向，则 C ydx xdy x y -+=+?? C .2 C 3．闭曲线C 为2 2 41x y +=的正向，则 224C ydx xdy x y -+=+?? D A.2π- B. 2π D. π 4．∑为YOZ 平面上2 2 1y z +≤，则 222 ()x y z ds ∑ ++=?? D B. π C. 14 π D. 1 2 π 5．设222:C x y a +=，则22 ()C x y ds +=?? C A.2 2a π B. 2 a π C. 32a π D. 3 4a π 6. 设∑为球面2 2 2 1x y z ++= ，则曲面积分 ∑ [ B ] A.4π B.2π C.π D.12 π 7. 设L 是从O(0,0)到B(1,1)的直线段，则曲线积分 ? =L yds [ C ] A. 21 B. 2 1 - C. 22 D. 22- 8. 设I=? L ds y 其中L 是抛物线2x y =上点（0, 0）与点(1, 1)之间的一段弧, 则I=[D ] A. 655 B.1255 C.6155- D. 12 1 55-
9. 如果简单闭曲线 l 所围区域的面积为 σ，那么 σ 是（ D ） A. ?-l ydy xdx 21； B. ?-l xdx ydy 2 1 ； C. ?-l xdy ydx 21； D. ?-l ydx xdy 21 。 10．设2 2 2 2 :(0)S x y z R z ++=≥，1S 为S 在第一卦限中部分，则有 C A.1 4S S xds xds =???? B.1 4S S yds yds =???? C.1 4S S zds zds =???? D.1 4S S xyzds xyzds =???? 二、填空题 1. 设L 是以(0, 0), (1, 0), (1, 1), (0, 1)为顶点的正方形边界正向一周，则曲线积分 ?=+-L y dy x e ydx )(2 -2 为球面2222a z y x =++的外侧,则??=-+-+-s dxdy y x dzdx x z dydz z y )()()(0 3. ? =++-12 2 22y x y x xdy ydx =π2- 4．曲线积分 2 2()C x y ds +??，其中C 是圆心在原点，半径为a 的圆周，则积分值为32a π 5 ．设∑为上半球面)0z z = ≥，则曲面积分()222ds y x z ∑ ++??= 32π 6. 设曲线C 为圆周2 2 1x y +=,则曲线积分 ()2 23d C x y x s +-?? 2π . 7. 设C 是以O(0,0),A(1,0),B(0,1)为顶点的三角形边界，则曲线积分?=+C ds ) y x ( 8. 设∑为上半球面z =，则曲面积分 ∑ 的值为 8 3 π。 9. 光滑曲面z=f （x ，y ）在xoy 平面上的投影区域为D ，则曲面z=f （x ，y ）的面积是 ????+??+=D d y z x z S σ22)()( 1 10．设L 是抛物线3 y x =上从点(2,8)到点(0,0)的一段弧，则曲线积分(24)L x y dx -=? 12
(1) 0)(='C (2) 1 )(-='μμμx x (3) x x cos )(sin =' (4) x x sin )(cos -=' (5) x x 2 sec )(tan =' (6) x x 2csc )(cot -=' (7) x x x tan sec )(sec =' (8) x x x cot csc )(csc -=' (9) a a a x x ln )(=' (10) (e )e x x '= (11) a x x a ln 1 )(log = ' (12) x x 1)(ln = '， (13) 211)(arcsin x x -= ' (14) 211)(arccos x x -- =' (15) 21(arctan )1x x '= + (16) 21(arccot )1x x '=- +
三角函数的有理式积分： 2 22212211cos 12sin u du dx x tg u u u x u u x +==+-=+=， ， ， （一）含有ax b +的积分(0a ≠) 1． d x ax b +?＝1 ln ax b C a ++ 2． ()d ax b x μ +?＝ 11 ()(1) ax b C a μμ++++（1μ≠-） ? ?????????+±+=±+=+=+=+-=?+=?+-==+==C a x x a x dx C shx chxdx C chx shxdx C a a dx a C x ctgxdx x C x dx tgx x C ctgx xdx x dx C tgx xdx x dx x x )ln(ln csc csc sec sec csc sin sec cos 222 22 22 2C a x x a dx C x a x a a x a dx C a x a x a a x dx C a x arctg a x a dx C ctgx x xdx C tgx x xdx C x ctgxdx C x tgxdx +=-+-+=-++-=-+=++-=++=+=+-=????????arcsin ln 21ln 211csc ln csc sec ln sec sin ln cos ln 2 2222222? ????++-=-+-+--=-+++++=+-= ==-C a x a x a x dx x a C a x x a a x x dx a x C a x x a a x x dx a x I n n xdx xdx I n n n n arcsin 22ln 22)ln(221 cos sin 22 2222222 2222222 22 2 22 2 π π
导数公式： 基本积分表： 1．d x ax b +?＝1ln ax b C a ++ 2．()d ax b x μ+?＝11()(1) ax b C a μμ++++（1μ≠-） 3．d x x ax b +?＝21(ln )ax b b ax b C a +-++ 5．d ()x x ax b +?＝1ln ax b C b x +-+ 6．2d ()x x ax b +?＝21ln a ax b C bx b x +-++ 10 ．x C 19．22d x x a +?=1arctan x C a a + 21．22d x x a -?=1ln 2x a C a x a -++ 23．2d x x ax b +?＝21ln 2ax b C a ++ 24．2 2d x x ax b +?＝2d x b x a a ax b -+? a x x a a a x x x x x x x x x x a x x ln 1)(log ln )(cot csc )(csc tan sec )(sec csc )(cot sec )(tan 22='='?-='?='-='='222211)cot (11)(arctan 11)(arccos 11)(arcsin x x arc x x x x x x +-='+='--='-='
31． 1arsh x C a +＝ln(x C + 32． ＝C + 33． x ＝C 34． x ＝C + 35．2 x ＝2ln(2a x C -++ 39． x 2 ln(2a x C +++ 43．x a C + 44．2d x x ?＝ln(x C +++ 47． x ＝C 53．x 2 ln 2 a x C 57．x ＝arccos a a C x + 59． arcsin x C a + 61． x ＝C
12. （一）含有ax b 的积分（a 1 . dx 1 ax b a =-In ax b 2. 3. 4. 5. 6. 7. 9. 10. 11. 13. 常用积分公式 0) 1 (ax b) dx = a( 1) x 1 dx = -^(ax b ax b a 丄dx =丄 ax b a 3 (ax bln b)2 b) ax b) C 2b(ax b) b 2ln ax b dx x( ax b) dx x 2(ax b) x 2dx (ax b) 2 (^dx 1ln b 1 bx ax ax b 1 = -r(ln a ax b ax b ) 2bln ax b b 2 ax b ) C dx 2 x(ax b) b(ax b) 含有.ax b 的积分 1 2 In b 2 ax b Tax~ dx = — T(ax~b)3 3a x 、、ax bdx = -^(3ax 2b 15a x 2 . ax bdx = ^^(15a 2x 2 12abx 8b 2) ., (ax b)3 C 105a ).(ax b)3 C x 2 - d x = -- 2 (ax 2b)、ax b C ，ax b 3a 2
2 15a 3 dx x ￥ ax b dx x 21 ax b ax b. dx = (3a 2x 2 4abx 8b 2)、、ax b ■, ax b 、. ； b .ax b .b A C (b (b 0) 0) bx 2b x 丫 ax b 2 ax b dx x, ax b ax b , 2 dx = x a dx 2 x 、ax b 14. 15. 16. 17. 18. (三) 19. 20. 21 . (四) 22. 23.
曲线积分练习题 1．计算下列对弧长的曲线积分 （1）222()d L x y l +∫ ，其中L 为圆周222a y x =+； （52a π=） （2）d L x l ∫，其中L 为抛物线122?=x y 上介于0=x 与1=x 之间的一段弧； （148 ?=） （3）d L xy l ∫ ，其中L 为圆周222a y x =+； （32a =） （4）L y l ∫ ，其中L 为空间圆周： 2222:x y z L y x ?++=?=? . （= 2.计算22(2)d (2)d L x xy x y xy y ?+?∫，其中L 是从点(2,1)A ?经点(2,2)B 到点 (0,2)C 的折线。 3. 计算2 (2)d L y xy y +∫，其中L 是从点(,0)A a 沿2222 1 (0)x y y a b +=≥到(,0)B a ? 的曲线段。 4. 计算d d d L y x z y x z ++∫，其中L 是球面2222x y z a ++=与平面2 a z =的交线，从z 轴正向看，L 为逆时针方向。 (234 a π=?) 5. 计算11d d L x y y x +∫，其中L 是1y =，4x =及y =向边界。(34 =) 6．确定a 的值使曲线积分4124(4)d (65)d a a L I x xy x x y y y ?=++?∫与积分路径无关。 7．e =)1(?，求可微函数)(y ?，使曲线积分()d [()]d y L e I y y x y x y y ??=+?∫与积分在0>y 的开区域内与积分路径无关。 8. 设(0)0f =，积分(,)(0,0)[(1)sin ()]d ()d 1 x y n n x x f x y x f x y x ++++∫ 与路径无关，求函数()f u 。
常用微积分公式 基本积分公式均直接由基本导数公式表得到,因此,导数运算的基础好坏直接影响积分的能力,应熟记一些常用的积分公式、 因为求不定积分就是求导数的逆运算,所以由基本导数公式对应可以得到基本积分公式、。 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11)
对这些公式应正确熟记、可根据它们的特点分类来记、 公式(1)为常量函数0的积分,等于积分常数、 公式(2)、(3)为幂函数的积分,应分为与、 当时, , 积分后的函数仍就是幂函数,而且幂次升高一次、 特别当时,有、 当时, 公式(4)、(5)为指数函数的积分,积分后仍就是指数函数,因为,故( , )式右边的就是在分母,不在分子,应记清、当时,有、 就是一个较特殊的函数,其导数与积分均不变、 应注意区分幂函数与指数函数的形式,幂函数就是底为变量,幂为常数;指数函数就是底为常数,幂为变量、要加以区别,不要混淆、它们的不定积分所采用的公式不同、 公式(6)、(7)、(8)、(9)为关于三角函数的积分,通过后面的学习还会增加其她三角函数公式、 公式(10)就是一个关于无理函数的积分 公式(11)就是一个关于有理函数的积分
下面结合恒等变化及不定积分线性运算性质,举例说明如何利用基本积分公式求不定积分、 例1 求不定积分、 分析:该不定积分应利用幂函数的积分公式、 解: (为任意常数) 例2 求不定积分、 分析:先利用恒等变换“加一减一”,将被积函数化为可利用基本积分公式求积分的形式、 解:由于,所以 (为任意常数) 例3 求不定积分、
分析:将按三次方公式展开,再利用幂函数求积公式、解: (为任意常数) 例4 求不定积分、 分析:用三角函数半角公式将二次三角函数降为一次、 解: (为任意常数) 例5 求不定积分、 分析:基本积分公式表中只有 但我们知道有三角恒等式: 解:
微积分公式 D x sin x=cos x cos x = -sin x tan x = sec 2 x cot x = -csc 2 x sec x = sec x tan x csc x = -csc x cot x ? sin x dx = -cos x + C ? cos x dx = sin x + C ? tan x dx = ln |sec x | + C ? cot x dx = ln |sin x | + C ? sec x dx = ln |sec x + tan x | + C ? csc x dx = ln |csc x – cot x | + C sin -1(-x) = -sin -1 x cos -1(-x) = π - cos -1 x tan -1(-x) = -tan -1 x cot -1(-x) = π - cot -1 x sec -1(-x) = π - sec -1 x csc -1(-x) = - csc -1 x D x sin -1 (a x )=221a x - cos -1 (a x )=221a x -- tan -1 (a x )=22a a x + cot -1 (a x )=22 a a x -+ sec -1 (a x )= 2 2 a x x a - csc -1 ( a x )=2 2 a x x a -- ? sin -1 x dx = x sin -1 x+21x -+C ? cos -1 x dx = x cos -1 x-21x -+C ? tan -1 x dx = x tan -1 x-?ln (1+x 2)+C ? cot -1 x dx = x cot -1 x+?ln (1+x 2)+C ? sec -1 x dx = x sec -1 x- ln |x+12-x |+C ? csc -1 x dx = x csc -1 x+ ln |x+12-x |+C sinh -1 (a x )= ln (x+22x a +) x ∈R cosh -1 (a x )=ln (x+22a x -) x ≧1 tanh -1 (a x )=a 21ln (x a x a -+) |x| <1 coth -1 (a x )=a 21ln (a x a x -+) |x| >1 sech -1 (a x )=ln(x 1-+2 2 1x x -)0≦x ≦1 csch -1 (a x )=ln(x 1+2 2 1x x +) |x| >0 D x sinh x = cosh x cosh x = sinh x tanh x = sech 2 x coth x = -csch 2 x sech x = -sech x tanh x csch x = -csch x coth x ? sinh x dx = cosh x + C ? cosh x dx = sinh x + C ? tanh x dx = ln | cosh x |+ C ? coth x dx = ln | sinh x | + C ? sech x dx = -2tan -1 (e -x ) + C ? csch x dx = 2 ln |x x e e 211---+| + C d uv = u d v + v d u ? d uv = uv = ? u d v + ? v d u →? u d v = uv - ? v d u cos 2θ-sin 2θ=cos2θ cos 2θ+ sin 2θ=1 cosh 2θ-sinh 2θ=1 cosh 2θ+sinh 2θ=cosh2θ
§22.2 曲线积分和路径的无关性 一 引言 第二类曲线积分不仅与曲线的起点和终点有关，而且也与所沿的积分路径有关。对同一个起点和同一个重点，沿不同的路径所得到的第二类曲线积分一般是不相同的。在什么样的条件下第二类曲线积分与积分路径无关而仅与曲线的起点和重点有关呢？下面我们在平面中情形来讨论这个问题。 定理1：若函数(),P x y ，(),Q x y 在区域D 上有连续的偏导数，D 是单连通区域，则下列命题等价： ⑴ 对D 内任意一条闭曲线C ，有 ()(),,0C P x y dx Q x y dy +=?。 ⑵ 对D 内任意一条闭曲线l ，曲线积分 ()(),,l P x y dx Q x y dy +? 与路径无关（只依赖曲线的端点）。 ⑶存在可微函数(),U x y ，使得D 内成立dU Pdx Qdy =+； ⑷P Q y x ??=??在D 内处处成立。 定义1：当曲线积分和路径无关时，即满足上面的诸条件时，如令点()00,A x y 固定而点(),B x y 为区域内任意一点，那么 ()()() 00,,,x y x y U x y Pdx Qdy =+? 在D 内连续并且单值。这个函数(),U x y 称为Pdx Qdy +的原函数。 原函数的求法： （1）()()()000,,,x y x y U x y P x y dx Q x y dy C = ++??； 或 （2）()()()000,,,x y x y U x y P x y dx Q x y dy C = ++??。 例1：求原函数u
（1）()()222222x xy y dx x xy y dy +-+--; （2）()()222cos sin 2cos sin x y y x dx y x x y dy -+-。 定义2：只绕奇点M 一周的闭路上的积分值叫做区域D 的循环常数，记为ω。于是，对D 内任一闭路C C Pdx Qdy n ω+=? ， 这里n 为沿逆时针方向绕M 的圈数。 例2：证明 ?++22y x ydy xdx 关于奇点的循环常数是()0,0，从而积分与路径无关。