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微积分基本公式

时间:2026-03-20 22:00:05

微积分的基本公式包括以下几类:

牛顿-莱布尼茨公式

也称为微积分基本定理,表明一个函数的定积分等于其原函数在积分区间的两个端点值的差。公式为:

\[

\int_{a}^{b} f(x) \, dx = F(b) - F(a)

\]

其中 \( F(x) \) 是 \( f(x) \) 的一个原函数。

基本初等函数的微分公式

包括幂函数、指数函数、对数函数、三角函数及其反函数的微分公式。例如:

\[

\begin{align*}

d(x^n) &= nx^{n-1} \, dx \\

d(e^x) &= e^x \, dx \\

d(\ln x) &= \frac{1}{x} \, dx \\

d(\sin x) &= \cos x \, dx \\

d(\cos x) &= -\sin x \, dx \\

d(\tan x) &= \sec^2 x \, dx \\

d(\cot x) &= -\csc^2 x \, dx \\

d(\sec x) &= \sec x \tan x \, dx \\

d(\csc x) &= -\csc x \cot x \, dx

\end{align*}

\]

积分公式

包括不定积分和定积分的公式。例如:

\[

\begin{align*}

\int x^n \, dx &= \frac{x^{n+1}}{n+1} + C \\

\int \frac{1}{x} \, dx &= \ln|x| + C \\

\int a^x \, dx &= \frac{a^x}{\ln a} + C \\

\int e^x \, dx &= e^x + C \\

\int \cos x \, dx &= \sin x + C \\

\int \sin x \, dx &= -\cos x + C \\

\int \sec^2 x \, dx &= \tan x + C \\

\int \csc^2 x \, dx &= -\cot x + C \\

\int \sec x \tan x \, dx &= \sec x + C \\

\int \csc x \cot x \, dx &= -\csc x + C \\

\int \frac{1}{\sqrt{1-x^2}} \, dx &= \arcsin x + C \\

\int \frac{1}{1+x^2} \, dx &= \arctan x + C \\

\int \frac{1}{a^2-x^2} \, dx &= \frac{1}{2a} \ln \left| \frac{a+x}{a-x} \right| + C \\

\int \sec x \, dx &= \ln|\sec x + \tan x| + C \\

\int \frac{1}{a^2+x^2} \, dx &= \frac{1}{a} \arctan \left( \frac{x}{a} \right) + C \\

\int \sec^2 x \, dx &= \tan x + C \\

\int \sinh x \, dx &= \cosh x + C \\

\int \cosh x \, dx &= \sinh x + C \\

\int \tanh x \, dx &= \ln(\cosh x) + C

\end{align*}

\]

格林公式

将封闭曲线的线积分转化为平面区域内的二重积分。公式为:

\[

\oint_C (P \, dx + Q \, dy) = \iint_D \left( \frac{\partial Q}{\partial x} - \frac{\partial P}{\partial y} \right) \, dA

\]

其中 \( C \) 是封闭曲线,\( D \) 是由 \( C \) 所围成的区域。

高斯公式

将曲面积分转化为平面区域内的三重积分。公式为:

\[

\iiint_V \left( \frac{\partial P}{\partial x} + \frac{\partial Q}{\partial y} + \frac{\partial R}{\partial z} \right) \, dV = \iint_S (P \, dS + Q \, dS + R \, dS)

\]

其中 \( V \) 是体积,\( S \) 是由曲面 \( V \) 所围成的表面。

6.