修風(fēng)光
(沈陽理工大學(xué)理學(xué)院,遼寧 沈陽 110168)
六類三角函數(shù)之間除了基本的轉(zhuǎn)換關(guān)系之外,還滿足若干三角函數(shù)恒等式,例如
此外,正弦函數(shù)和余弦函數(shù)相關(guān)的和差化積、積化和差等等這些關(guān)系式在涉及三角函數(shù)的積分時(shí),若能靈活運(yùn)用,會大大簡化積分的運(yùn)算,從而達(dá)到積分的目的。
此時(shí),可令xcos=μ,就可把上式轉(zhuǎn)化為多項(xiàng)式的積分。
若n為奇數(shù),則
同上,令xsin=μ,同樣可轉(zhuǎn)化為多項(xiàng)式的積分,然后借助基本積分公式正常積分即可。
若m,n均為偶數(shù)。則可借助相關(guān)的三角函數(shù)恒等式進(jìn)行降次。當(dāng)m,n數(shù)值比較大時(shí),會需要多次降次,然后利用(1)和(2)的方法,借助第一類換元法進(jìn)行積分。
1)若m為正偶數(shù),則利用三角恒等式sec2x=tan2x+1有
此時(shí),可令xtan=μ,就可把上式轉(zhuǎn)化為多項(xiàng)式的積分。
若m=0,則得積分此時(shí)
進(jìn)而通過遞推可得積分結(jié)果。
3)若m為奇數(shù),n為偶數(shù),則利用三角恒等式進(jìn)行變形,進(jìn)而可化為求形如的積分,然后借助分部積分法進(jìn)行求解即可。
4)若m為奇數(shù),n為奇數(shù),則
此時(shí),可令xsec=μ,同樣可轉(zhuǎn)化為多項(xiàng)式的積分。
含有三角函數(shù)的不定積分處理方法往往不是唯一的,本文中所給出的方法經(jīng)驗(yàn)證基本是最簡便的。另外需要指出的是本文中提到的這些處理三角函數(shù)積分的方法是基于不定積分求解的一般方法。所以對于這些方法的掌握必須以熟練掌握基本積分方法為前提。同時(shí)一般高數(shù)教材中所總結(jié)的基本積分公式也應(yīng)當(dāng)熟記。這樣多管齊下,才能快速準(zhǔn)確地達(dá)到求解任何一個(gè)不定積分的目的。