secx与tanx的关系怎么推(挑战高难度,不定积分公式的另类推导)

100人浏览   2024-10-30 09:21:35

老黄之前其实已经推导过正割或余割的正整数幂的积分公式,就在《老黄学高数》系列学习视频的第268讲。利用的是高数教材《数学分析》中两者的递推公式。

不过老黄并非一个轻易满足的人,在《老黄学高数》第273讲,老黄证明了《数学分析》中要求证明的“正弦幂与余弦幂的积的不定积分的递推公式”。这个公式让老黄有了许多大胆的想法。第274讲,老黄利用它去推导了正弦或余弦的正整数幂的不定积分公式,这是老黄推导这组公式的第三种方法。下面老黄又想继续用它来推导正割或余割的正整数幂的积分公式。这是一个技术法。

老黄用图片的形式展示问题,这样看起来比较清晰:

为了推导正割或余割的正整数幂,我们需要运用到正弦幂与余弦幂的积的不定积分的递推公式的负指数形式。因为正割和余割其实就是余弦和正弦的倒数,即负指数幂。并且需要将原公式反推一下。因为正整数幂的递推公式是使指数变小的,所以由I(m,n)推向I(m-2,n)或I(m,n-2). 而当指数为负时,我们就要反过来,往指数变大的方向递推,即从I(m-2,n)或I(m,n-2)推向I(m,n),或者说,从I(m,n)推向I(m+2,n)或I(m,n+2). 这绝对是一个技术活哦。推导的过程以图片形式展示给大家如下:

因此老黄就从“正弦幂与余弦幂的积的不定积分的递减推导公式”得到了它的“递增推导形式”,重新组织问题如下:

注意,求∫(secx)^mdx,其实求的是I(-m,0),而求∫(cscx)^ndx,则求的是I(0,-n). 都是直接运用上面的公式就可以搞定了。不过得到公式中的求和公式,特别是确定各项的系数,更加是一个技术活哦。

注意,由于当m=2时,(secx)^2的原函数是tanx+C,所以第一个求和公式中只有k-1项。最后得到的公式组织成如下的形式:(为了保持与之前的形式可对照,这里暂时用n代替m)

与老黄之前推导的公式比较一下:

两者其实是可以互相转化的,一方面secxsinx=tanx; 另一方面只要将求和公式中的公因式提取出来,两组公式的形式就一模一样了。下面推导余割相关的公式,也是一个道理:

得到的公式,与之前得到的公式,形式上也是可以统一的:

其中cscxcosx=cotx,也可以把求和公式中的公因式提取出来,另外ln|cscx-cotx|=-ln|cscx+cotx|.

最后是一道练习:求∫(secx)^2(cscx)^5dx.

解这道题需要三步:

1、先转化成I(-2,-5)的形式,运用指数递增的推导公式,化成I(0,-5)的表达式;

2、把I(0,-5)转化成∫(cscx)^5dx,然后运用余割的奇数次幂的不定积分公式;

3、把n=5, m=2代入公式,可展开,也可不展开。不过老黄还是展开了,目的是为了检验答案的正确性。

这个答案已经检验过了,检验这个答案同样也是一个技术活哦。我们甚至可以推导出正割的正整数幂乘余割的正整数幂的不定积分公式,那将是一个十分庞大的公式。喜欢看老黄高数作品的小伙伴,一定要相信自己,大胆地去尝试推导哦。就像老黄这么笨的人,都能做得到的,你没有理由做不到哦。

相关推荐

苏青芮江楚楚小说全文免费阅读七崽!病秧子妈在年代文里撕绿茶全文免费阅读

于是,家里的活计全压在公公婆婆和渐渐长大的秦舒身上:喂鸡、养猪、做饭、洗衣、带孩子,里里外外全是她们的活儿。经济重担则靠着二老的工分和秦野的汇款勉强支撑。即便如此,家里最好的那份吃食,永远是原身的。哪怕孩子们啃地瓜喝稀汤,苏青芮碗里总有稠粥或鸡蛋。孩子们的衣服补丁摞补丁,袖口裤腿接了一截又一截,苏青芮的衣裳虽旧,却总是齐全更多

2026-08-11 13:42:39

《柳若棠江暮遥》庶女谋生记大结局精彩试读

柳若棠跟着柳若瑶来到二哥柳景言的听风院。印象里,柳若棠从未来过二哥的听风院。“二哥在吗?”“回四**,二少爷正在书房练字”,柳景言的小厮方顺回道。柳若瑶对柳若棠说,“三姐姐,走,我们去二哥的书房。”柳若棠有些迟疑,“要不我们就在这等二哥?”柳若棠和二哥没什么接触,一上来就去书房,她有点拘谨。“也更多

2026-08-11 13:42:04

书名:《锦云归》官场小说免费阅读_(林北辰林晚)免费言情小说全本(林北辰林晚)

小说 锦云归 中的主角人物有 林北辰林晚 ,这是一本古代言情风格的小说,由作者林北辰编写,这本书机构严谨,文不加点,本文的内容简要是:“且慢。”悲怒交加,我泣不成声,追问缘由,一切努力皆如石沉大海。他眼神坚定,甚至直言早已更改族谱和家产文书。待他百年归去,我须独自离开,林家上下,从此与我断绝干系。没想到,就在我察觉,连我亲手拉扯大的两个孩子,以及族中亲族,竟都默然应允此事时。心火猛攻,一口淤更多

2026-08-11 13:28:19

《归来后,他们全家悔疯了》大结局免费试读 《归来后,他们全家悔疯了》最新章节目录

“那这份协议,就当是你预付的学费。”他又将文件推了过来。“不够的话,随时可以加。”我:“……”有钱人,都这么任性的吗?不过,既然他非要给,我再推辞就显得矫情了。我现在的确需要钱,也需要一个落脚的地方。更重要的是,我从他身上感受到的那丝灵气,让我很在意。或许,接近他,能解开我心中的一些疑惑。更多

2026-08-11 13:27:45

沈先生情深未晚全文阅读-沈先生情深未晚在线阅读第1章:断子绝孙沈修夜全章节最新阅读

“沈夜擎!”“我就算做了厉鬼也不会放过你!”一道声音在耳边炸开,躲在柜子里司梦柠眼睁睁看着浑身是血的男人跳上窗台——纵身一跃!“啊——”她用力捂住嘴,清澈纯净的眼眸,这一刻浸满了无边的恐惧。“看够了吗?”忽地,衣柜被打开,司梦柠因为惯性跌进了一个陌生的怀抱。男人高大的身躯像一堵墙,更多

2026-08-11 13:26:47