逆三角積分法

參考 > 微積分學: 積分法

描述

\(\int \sin^{-1}{(x)} \, dx=x\sin^{-1}{(x)}+\sqrt{1-{x}^{2}}\)

\(\int \cos^{-1}{(x)} \, dx=x\cos^{-1}{(x)}-\sqrt{1-{x}^{2}}\)

\(\int \tan^{-1}{(x)} \, dx=x\tan^{-1}{(x)}-\frac{1}{2}\ln{(1+{x}^{2})}\)

\(\int \csc^{-1}{(x)} \, dx=x\csc^{-1}{(x)}-\ln{(x+x\sqrt{\frac{x-1}{{x}^{2}}})}\)

\(\int \sec^{-1}{(x)} \, dx=x\sec^{-1}{(x)}-\ln{(x+x\sqrt{\frac{x-1}{{x}^{2}}})}\)

\(\int \cot^{-1}{(x)} \, dx=x\cot^{-1}{(x)}+\frac{1}{2}\ln{(1+{x}^{2})}\)

例子
\[\int \sin^{-1}{(x)} \, dx\]
1
在\(\int \sin^{-1}{(x)} \, dx\)上使用分部積分法
Let \(u=\sin^{-1}{(x)}\), \(dv=1\), \(du=\frac{1}{\sqrt{1-{x}^{2}}} \, dx\), \(v=x\)

2
將上述內容代回\(uv-\int v \, du\)。
\[(\sin^{-1}{(x)})x-\int \frac{x}{\sqrt{1-{x}^{2}}} \, dx\]

3
在\(\int \frac{x}{\sqrt{1-{x}^{2}}} \, dx\)上使用換元積分法
Let \(u=1-{x}^{2}\), \(du=-2x \, dx\), then \(x \, dx=-\frac{1}{2} \, du\)

4
使用上面的\(u\)和\(du\),重寫\(\int \frac{x}{\sqrt{1-{x}^{2}}} \, dx\)。
\[\int -\frac{1}{2\sqrt{u}} \, du\]

5
使用常數因數法則:\(\int cf(x) \, dx=c\int f(x) \, dx\)。
\[-\frac{1}{2}\int \frac{1}{\sqrt{u}} \, du\]

6
\[-\sqrt{u}\]

7
將\(u=1-{x}^{2}\)代回原本的積分。
\[-\sqrt{1-{x}^{2}}\]

8
用完成的代回重寫積分。
\[(\sin^{-1}{(x)})x+\sqrt{1-{x}^{2}}\]

9
添加常量。
\[(\sin^{-1}{(x)})x+\sqrt{1-{x}^{2}}+C\]

完成

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