例題 1:由斜率求曲線方程
某曲線在任意點 (x, y) 的斜率為 2x − 1,且曲線通過 (1, 3)。求該曲線的方程。
dy/dx = 2x − 1y = ∫ (2x − 1) dx = x² − x + C- 代入
(1, 3):3 = 1 − 1 + C,所以C = 3
答案: y = x² − x + 3
不定積分是求導的逆運算:∫ f(x) dx = F(x) + C,其中 F′(x) = f(x)。除基本公式外,DSE M2 還要求三種技巧:代換法、分部積分法 ∫ u dv = uv − ∫ v du(最多使用兩次),以及三角代換。
∫ xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1) + C (n ≠ −1)∫ (1/x) dx = ln|x| + C∫ eˣ dx = eˣ + C∫ sin x dx = −cos x + C, ∫ cos x dx = sin x + C, ∫ sec² x dx = tan x + C∫ u dv = uv − ∫ v du√(a² − x²) 或 1/√(a² − x²)設 x = a sin θ1/(x² + a²)設 x = a tan θ某曲線在任意點 (x, y) 的斜率為 2x − 1,且曲線通過 (1, 3)。求該曲線的方程。
dy/dx = 2x − 1y = ∫ (2x − 1) dx = x² − x + C(1, 3):3 = 1 − 1 + C,所以 C = 3答案: y = x² − x + 3
求 ∫ x e²ˣ dx。
u = x、dv = e²ˣ dx,則 du = dx、v = ½e²ˣ∫ x e²ˣ dx = ½x e²ˣ − ∫ ½e²ˣ dx= ½x e²ˣ − ¼e²ˣ + C答案: ½x e²ˣ − ¼e²ˣ + C
求 ∫ 1/(x² + 4) dx。
x = 2 tan θ,則 dx = 2 sec² θ dθ,x² + 4 = 4 sec² θ∫ (2 sec² θ) / (4 sec² θ) dθ = ∫ ½ dθ = ½θ + Cθ = tan⁻¹(x/2)答案: ½ tan⁻¹(x/2) + C
u = g(x) 後,必須用 du = g′(x) dx 把 dx 換掉,而最後答案要以 x 表示。同一個積分內混有 x 和 u 並不是正確的步驟。溫習方法:點擊以下任何題目,即時在坐標網格載入並核對計算步驟。