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分部积分

本页给出标准定义、定理条件、可执行步骤,并用图示梳理从识别到应用的关系。

一、基本概念

标准定义

分部积分由 (uv)′=u′v+uv′ 得出:∫u dv=uv−∫v du;定积分要加边界项 [uv]ₐᵇ。

(uv)′ → 边界项 → 选 u 与 dv

二、基本定理

条件与结论

若 u、v 在区间上可导且相关积分存在,则 ∫ₐᵇu dv=[uv]ₐᵇ−∫ₐᵇv du。

条件检查

定理只在上述连续性、可导性、定义域、方向或收敛条件满足时使用。

三、基本方法

题目中的执行顺序
  1. 让取 u 的部分求导后更简单,让 dv 的部分容易积分。
  2. 写出边界项,再计算剩余积分。
  3. 若结构没有变简单,重新选择 u、dv。

例题提示:漏掉 [uv]ₐᵇ 或把 dv 当成 v 是常见错误;记号必须保持微分形式。

四、推广应用

综合题中的连接

可用于递推积分、参数积分以及含对数、反三角函数或多项式乘指数的积分。

五、易错辨析

反例与边界

易错与例子:漏掉 [uv]ₐᵇ 或把 dv 当成 v 是常见错误;记号必须保持微分形式。

检查条件、变量/方向、边界与等号条件,再确认结论没有超出题设。

分部积分:从定义到应用(uv)′边界项选 u 与 dv
分部积分的识别、条件核对与计算路径

公式速查

公式、条件、场景

基本积分

∫u dv=uv−∫v du
∫f′(x)dx=f(x)+C
∫abf′(x)dx=f(b)−f(a)

条件:函数在区间内满足积分条件。

场景:换元、分部、原函数和边界项。

对称与估值

f 偶:∫−aaf=2∫0af
f 奇:∫−aaf=0
m≤f≤M ⇒ m(b−a)≤∫f≤M(b−a)

条件:区间和函数必须同时满足条件。

场景:减少计算、证明不等式和估值。

面积与体积

A=∫ab|f(x)−g(x)|dx
V=∫abA(x)dx

条件:先确定交点、上下关系和截面。

场景:面积、体积、质量和物理应用。

使用边界

公式必须和适用条件一起使用;遇到边界、端点、方向或定义域问题,先检查条件再代入。