微積分——不講微分的微積分;想要更豐富的體驗,請聯繫博主

開始學微積分,我感到非常無語


積分

定積分

Δd \sum\to\int\\ \Delta\to\mathrm{d}

足夠無語的了…

一切都是因爲limΔx0\lim_{\Delta x\to 0}

更無語的來了
dFdx=f(x)f(x)dx=dF \frac{\mathrm{d}F}{\mathrm{d}x}=f(x)\\ \Rightarrow f(x)\cdot \mathrm{d}x=\mathrm{d}F
他就移了個項…

上面的式子是斜率表達;下面的式子是面積表達

然後積起來
abf(x)dx=F(b)F(a) \int_a^bf(x)\mathrm{d}x=F(b)-F(a)
然後…然後這就叫牛頓-萊布尼茲公式

我覺得我的三觀都被摧毀了

這個故事告訴我們,如果你做事情嚴謹,你就能名垂千古…(該公式是limΔx0(abfΔx)=F(b)F(a)\lim_{\Delta x\to 0}(\sum_a^bf\Delta x)=F(b)-F(a)的嚴謹寫法)

還不去仔細計算!


不定積分

很明顯我們在定積分那一塊幹了一件事:好像得到了f(x)f(x)的原函數。我們用這一點來求那塊“面積”

然後不定積分就是在求原函數,赤裸裸的原函數
f(x)dx=F \int f(x)\mathrm{d}x=F
FF是一個抽象的符號,代表原函數(聽過杜老師講數學的我覺得這都不是事)

不定積分和導數互爲逆運算

爲什麼要使用FF這個抽象符號?

因爲常數可以任意加,用CC表示(所以你知道爲什麼我上面要說赤裸裸的原函數了吧)

那爲什麼上面定積分你沒有寫這個CC呢?

因爲定積分是個相對量,常數被減掉了

然後我們就有了一大堆不定積分公式:
xndx=xn+1n+1+C(n1)sinxdx=cosx+Ccosxdx=sinx+Cexdx=ex+C1xdx=lnx+C \int x^n\mathrm{d}x=\frac{x^{n+1}}{n+1}+C\qquad (n\neq -1)\\\int \sin x\mathrm{d}x=-\cos x+C\\\int \cos x\mathrm{d}x=\sin x+C\\\int e^x\mathrm{d}x=e^x+C\\\int \frac{1}{x}\mathrm{d}x=\ln |x|+C
還是注意一個問題:定義域優先

你是不是覺得這些都很無厘頭?弱智?牛頓和萊布尼茲都在爭這些有的沒的的?

那是因爲你還沒有玩過一大坨函數的積分
y˙=[sin2(x2+1)]=2sin(x2+1)cos(x2+1)2x \dot y=[\sin^2(x^2+1)]'\\=2\sin(x^2+1)\cos(x^2+1)2x

y=y˙dx=2sin(x2+1)cos(x2+1)2xdx=2sin(x2+1)cos(x2+1)d(x2+C)C=1=2sin(x2+1)cos(x2+1)d(x2+1)=2sin(x2+1)d(sin(x2+1)+C)C=0=2sin(x2+1)d(sin(x2+1))=sin2(x2+1)+C y=\int \dot y\mathrm{d}x\\=\int 2\sin(x^2+1)\cos(x^2+1)\cdot2x\mathrm{d}x\\=\int 2\sin(x^2+1)\cos(x^2+1)\mathrm{d}(x^2+C)\qquad\boxed{令C=1}\\=\int 2\sin(x^2+1)\cdot\cos(x^2+1)\mathrm{d}(x^2+1)\\=\int 2\cdot\sin(x^2+1)\mathrm{d}(\sin(x^2+1)+C)\qquad\boxed{令C=0}\\=\int 2\cdot\sin(x^2+1)\mathrm{d}(\sin(x^2+1))\\=\sin^2(x^2+1)+C\\

注意,求定積分寫計算格式的時候先不定積分,然後代值:
KaTeX parse error: No such environment: align* at position 8: \begin{̲a̲l̲i̲g̲n̲*̲}̲&\quad\int_a^b(…

換元法 ⭐️⭐️整體思想

sin(kx+φ)dx=1ksin(kx+φ)d(kx)=1ksin(kx+φ)d(kx+φ)=1kcos(kx+φ)+C \quad\int \sin(kx+\varphi)\mathrm{d}x\\=\boxed{\frac{1}{k}}\int \sin(kx+\varphi)\mathrm{d}(\boxed{k}x)\\=\frac{1}{k}\int \sin(kx+\varphi)\mathrm{d}(kx+\boxed{\varphi})\\=-\frac{1}{k}\cos(kx+\varphi)+C

kk爲常數,有

dx=d(x+k)\mathrm{d}x=\mathrm{d}(x+k)

dx=1kd(kx)\mathrm{d}x=\frac{1}{k}\mathrm{d}(kx)

微分

微分方程

導數與積分之間建立方程,移個項,積個分,其實就差不多了

注意積分的時候等式兩邊範圍一致,對應

有意思的題
1x2dx=sinθdcosθ=sin2θdθ \int\sqrt{1-x^2}\mathrm{d}x=\int\sin\theta\mathrm{d}\cos\theta\\=-\int\sin^2\theta\mathrm{d}\theta

dcosx=dcosxdxdx \mathrm{d}\cos x=\frac{\mathrm{d}\cos x}{\mathrm{d}x}\cdot\mathrm{d}x

這就是微分,多有意思!

想要更豐富的體驗,聯繫作者我將給出你更完美的內容(整理版)

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章