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1+sinx分之一的不定积分

2025-08-08 23:31:11

问题描述:

1+sinx分之一的不定积分,跪求好心人,帮我度过难关!

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2025-08-08 23:31:11

1+sinx分之一的不定积分】在微积分中,求解函数 $ \frac{1}{1+\sin x} $ 的不定积分是一个常见但有一定技巧的问题。本文将总结该积分的求解方法,并通过表格形式展示关键步骤与结果,帮助读者更好地理解和掌握这一知识点。

一、积分思路总结

对 $ \frac{1}{1+\sin x} $ 进行积分时,直接积分较为困难,通常需要进行三角恒等变换或有理化处理。常见的方法包括:

1. 分子分母同乘以 $ 1 - \sin x $,利用平方差公式简化表达式;

2. 使用三角恒等式,如 $ \sin x = \frac{2\tan(x/2)}{1 + \tan^2(x/2)} $,转化为关于 $ \tan(x/2) $ 的有理函数;

3. 换元法,令 $ t = \tan(x/2) $,进一步简化积分形式。

最终目标是将原式转化为更易积分的形式,例如有理函数或标准三角函数的积分形式。

二、关键步骤与结果(表格形式)

步骤 操作 结果
1 原式:$ \int \frac{1}{1+\sin x} dx $ $ \int \frac{1}{1+\sin x} dx $
2 分子分母同乘 $ 1 - \sin x $ $ \int \frac{1 - \sin x}{(1+\sin x)(1-\sin x)} dx $
3 应用平方差公式:$ (1+\sin x)(1-\sin x) = 1 - \sin^2 x = \cos^2 x $ $ \int \frac{1 - \sin x}{\cos^2 x} dx $
4 拆分分数:$ \frac{1}{\cos^2 x} - \frac{\sin x}{\cos^2 x} $ $ \int \left( \sec^2 x - \sec x \tan x \right) dx $
5 积分基本公式:$ \int \sec^2 x dx = \tan x $,$ \int \sec x \tan x dx = \sec x $ $ \tan x - \sec x + C $

三、最终结果

$$

\int \frac{1}{1+\sin x} dx = \tan x - \sec x + C

$$

其中,$ C $ 为积分常数。

四、小结

- 本题的关键在于对原式进行有理化处理,将其转化为标准的三角函数积分形式。

- 使用代数变形和基本积分公式即可完成计算。

- 最终结果简洁明了,适用于各类数学分析问题。

如需进一步验证结果,可对结果进行求导,看是否还原原函数:

$$

\frac{d}{dx} (\tan x - \sec x) = \sec^2 x - \sec x \tan x = \frac{1 - \sin x}{\cos^2 x} = \frac{1}{1+\sin x}

$$

因此,积分结果正确无误。

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