不定積分

Preparing發表於2024-04-29

prologue

有時會有這樣的需求:已知曲線上某點處切線的斜率,求曲線的方程。
這類問題的特點是已知一個函式的導數或微分,而要求你根據導數或微分獲取原來的函式。
面對這類問題需要用到不定積分。


original function

學習不定積分首先要了解“原函式”這個概念。
舉個例子: \((x^{2})'=2x\), 所以\(x^{2}\)\(2x\) 的原函式。
同理,\(x^{2}+1,x^{2}+C\)(\(C\)為任意一個常數)也均為 \(2x\) 的原函式。

一個函式的任意兩個原函式之間只相差一個常數。


definition

設函式\(F(x)\)\(f(x)\)在區間\(I\)上的一個原函式,則稱\(F(x)+C(C為任意常數)\)\(f(x)\)在區間\(I\)上的不定積分,記作:

\[\int f(x)dx, \quad 即: \quad \int f(x)dx=F(x)+C \]

  • \(\int\) : 積分號
  • \(f(x)\): 被積函式
  • \(x\):積分變數
  • \(f(x)dx\):被積表示式

  • \(f(x)\)的任一原函式\(y=F(x)+C\)的圖形,稱為\(f(x)\)的一條積分曲線,它們都可由\(y=F(x)\)的圖形上下平移得到。

  • 求一個函式的不定積分,只需要求出它的一個原函式,用這個原函式加上任意常數即可。

  • 要驗證一個函式\(A\)是否為另一個函式\(B\)的原函式,只需要將函式\(A\)進行求導,看其結果是否等同於函式\(B\)即可。