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不少同学都会反应AP微积分(calculus)考试中的积分中的方法较多,所以做题的时候选择起来也是比较的纠结,所以今天我们来看一下积分方法的一些总结。
1. AP微积分常见公式
首先第一波是希望大家一定要牢记的公式,每个都必须背起来!
第二波公式属于:背不下来,你可以考场上临时推导一下。不会推导的话,此处就要认真记忆了!
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2. AP微积分换元法
一般常见的换元法,就不多说了,看到式子不熟悉的情况下,可以尝试用换元来做,但是换元如何选择,选择的好不好也影响到了这道题能不能做出来,方法是否简单。
比如下面这个式子:
如何选择换元呢?你有以下几种选择:
怎么选择才是最方便的呢?如何选择换元呢?总不能考试的时候慢慢试探吧。所以希望大家能够熟练的掌握下一种方法:凑微分法!
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3. AP微积分凑微分法
请把下列式子牢牢地印在你的脑海里:
什么时候使用凑微分的方法?就是当你看到积分式子中有这样的形式可以去凑,并且剩余的部分只和右边括号里面的式子有关系,那么就可以用这样凑微分的方法来计算。
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比如回到我们刚才的式子:
如果稍微做出一些变形后,大家可以看到式子可以被变换成:
通过运用凑微分的式子:
可以把一个对x积分的式子变成对tanx积分的式子,同时我们可以观察到,剩下来的部分都是和tanx有关的部分,因此就可以把tanx看成是一个整体来处理。
这里如果用换元法去做的话,其实是我们把tanx看成了一个整体进行换元。
那么怎么知道这才是正确的换元方法呢?
你得对上面的十个式子非常熟悉才可以吧!
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4.一些特殊形式的规律
1)多项式分式
如果分母相对来说比较简单
(什么叫分母简单呢,就是你把分子全部换成1以后,这样的分式你会积分计算,那就可以判断成分母较为简单)
如这样的一些分母:
这些分母形式都是可以直接套用公式,或者通过简单的换元/凑系数的方法进行快速的积分,因此我们把他们归成简单的分母。
(1)如果分子的最高次数大于等于分母的最高次数
the highest order of the numerator is greater than or equal to the highest order of the denominator
比如这样的:
分子的最高次数都要大于等于分母的最高次数:
我们采取的方法是:拆分子
也就是把分子拆成多项来和分母约分,从而让最后的分式只保留分子较为简单的形式:
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(2)如果分母相对来说比较简单,但是分子的次数较小
这个时候我们需要对分母进行处理,
如果分母出现是二次多项式的形式
我们可以把分母根据不同形式分成两种类型
如果分母是第一种形式,我们把积分式子往arctan(x)的公式上去凑,比如:
如果分母是第二种形式,我们需要进行因式分解,比如:
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不管分子是简单的1,还是关于x的简单的低次多项式,都可以采取这个方法。
为了更好的记住多项式分式的做法,
大家可以练习下面这个多项式系列↓
我们根据上面讲的方法进行一下归类
(1),(4),(7),(13)可以直接用公式适当变形后直接积分。
(2),(3),(5),(6),(9),(12),(15)都属于分子最高次数大于等于分母最高次数,因此可以用拆分子的方法计算。
(8),(11),(14)因为分子都出现了xdx,剩余部分都是关于x平方的形式,因此可以用凑微分的方法计算。
(10)比较特殊,我们可以把分母因式分解后,拆分成两个分式分别进行计算。
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2)三角函数
三角函数中的做法比较多,不少题目都是涉及到凑微分的方法。比如我们看到下面几个形式:
首先(1)比较简单,可以直接用公式计算。
(2),(5)这样的三角函数次数为偶次的,我们需要通过利用二倍角公式进行化简
(3)(4)这样的如果三角函数的次数是奇次,我们需要把一个落单的三角函数拿出来凑微分
比如(3):
对于(6)这样的式子,因为sinx在分母上,我们不好凑微分,所以需要适当做出一些处理:
后面的步骤需要大家思考如何去做。
tips:想一想前面我们说的分母因式分解。
(7)这个式子:
不要条件反射的想到偶次项用二倍角公式降次,请牢牢地记得这个公式:
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5. AP微积分中带根号的式子
如果要积分的式子中有根号,一般我们有以下几种方法:
1)直接换元:
直接把根号里面集体换元就好了。
2)三角换元
如果出现了这样的式子:
我们不能直接把整个根号换元,换元以后大家会发现又回到了这样的形式,所以这个时候我们需要通过三角函数来开根号:
一般常用的换元式子:
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3)根号下内容相同,根号次数不同,选择最小公倍数
4)分母有理化
如果根号下内容不同,我们需要对分母进行简化:
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6. 分部积分
分部积分主要运用于两种
1)两种不同形式乘在一起
这时候我们利用分部积分的式子(求导乘法法则的变形)
u'和v的选择比较重要,一般情况下,我们对含有x的式子求导,对sinx,cosx和ex进行积分。
需要注意的是:如果需要通过两步分部积分计算的话,请保持两步中u'和v的选择形式一致。
2)无法计算积分的单独式子可以看成1乘以这个式子:
比如:
这两个式子,我们没有其他办法求积分,因此看成是1乘以这个式子:
同理大家可以思考一下另一个式子如果求解。
AP calculus考试中需要掌握的积分方法在这里就要说完啦。这些方法选择的时候熟能生巧,所以需要同学们及时的梳理复习并应用到自己的解题中。
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(责任编辑:Hui)