關於微積分運算的一些問題...希望懂微積分的大大進

2010-06-27 7:42 am
如題,目前我是一個高二生,接觸到了微積分的這個部份...
微積分這部份算學的不錯,但還是有碰到一些不太了解的部份...
所以想請求各位大大的解答:D

希望給我的回答是有學過微積分,仔細閱讀過回答的答案

而不是去搜尋隨便找一堆資料貼上來給我,麻煩盡量口語化,謝謝^^"

這是之前某次小考的一個題目
我想請問,如果說今天是這樣的一個積分∫ (x^2-1)^2 dx 的積分
如果把方程式展開積分,答案會是1/5x^4-2/3x^3+x + c,實際上答案也是這個
可是如果利用代換積分法來做,會變成是(x^2-1)^3/6x + c
把這個方程式展開來,很明顯的會和上面的方程式的解不同

可是如果把(x^2-1)^3/6x + c 利用微分檢驗,不該是會等於(x^2-1)^2嗎?
根據微分公式, h ' ( x ) = n [ f (x) ]^(n-1) x f ' ( x )
也就是(x^2-1)^3/6x的微分應該是會等於
(x^2-1)^2/6x x 3 x [d/dx](x^2-1) =(x^2-1)^2,不是嗎@@?

如果不是的話,請問哪個部份有誤呢?
希望能把積分和微分遇到這種題型為什麼不能這麼做?
代換積分法和展開來積分的差距告訴我''
還有難道遇到這種題目要求它的積分,一定要把它展開來才能做嗎?
假如說今天的題目次方數很大,或是碰到不是整數的次方數該怎麼辦?
比如碰到的題目是(x^2-1)^18或是(x^2-1)^(-3/4),不適用代換積分法,那就只能放棄了嗎?
問題有點多,請見諒>"< 希望能夠幫幫我!我真的很想弄懂,謝謝!
更新1:

回天助: 原來是這樣...分子跟分母都必須要微分才行@@!! 可是我不是很清楚的是...如果說今天像是(x-1)^3/3 的微分不該是(x-1)^2嗎? 那為什麼它的分母3不用列入考慮微分呢@@?是因為3的微分會是1嗎? 而當分母出現了不是常數的數字時,就不能用微分的公式來推斷囉?是這樣子嗎? 簡單的說,把分母都化簡成負指數的形式再利用微分的公式 h ' ( x ) = f ' ( x ) x g ( x ) + f ( x ) x g ' ( x ) 進行運算就可以了@@!?

更新2:

回無聊a人: 我是讀高職的學校,因應課程的安排...所以才會比較早學到微積分這個部份 不是被補習班強迫推銷啦!! 回doraemonpaul: 我那個18次方只是假設了@@!!簡單的說如果積分的指數過大,必定會有乘上一個X的N次方給我們消掉,以方便計算對吧~而負指數的積分這個部份似乎是我們目前所學到的東西,所無法解的...可能是大學以後才會上到的東西吧!! 謝謝你這麼耐心的回答,你給我的答案很有用^^"

回答 (4)

2010-06-27 10:42 am
✔ 最佳答案
(d/dx)[(x^2-1)^3/(6x)]=(d/dx)[(x^2-1)^3*(6x)^(-1)]
=3(x^2-1)^2*2x *(6x)^(-1) -(1/6)x^(-2)*(x^2-1)^3
=(x^2-1)^2 - (1/6)(x^2-1)^3/ x^2
你的導函數只對(x^2-1)^3求導函數,那分母的6x呢?

其他高次方或者分數次方case的積分
∫(x^2-1)^n dx並不容易,甚至無法求得普通函數形式,
可能還得多學習其他方法(大學微積分或高等微積分或者數值分析)
不是初學者可以立刻理解的

2010-06-27 17:26:35 補充:
(d/dx)[f(x)/3]=(1/3) (d/dx)[f(x)]= f'(x)/3 ,感覺上分母不用管
(d/dx)[f(x)/g(x)]= [f'(x)g(x)- g'(x)f(x)]/[g(x)]^2 與 f'(x)/g(x)不同(除非 g(x)為常數, g'(x)=0)
2010-07-15 11:33 pm
微積分光是看課本學習,
成效非常的有限
像是勝考力的微積分教材,拍攝老師的教課課程
在家裡學習,不管學校老師用原文書也好,上課聽不懂也好
只要回到家就可以自己重新開始
加上現在又有2科1萬的優惠,買回家真的很值得
2010-07-07 6:20 am
∫(x² - 1)^18 dx的結果非常累贅,展開來做共有19項(不計+ C),就算用分部積分先砌reduction formula,再用該reduction formula來做也有不少項。

不過不用太擔心,考試若出如∫(x² - 1)ⁿ dx,n是正整數類型的積分,n一定不會太大,若n真是很大,則必定會乘上x的單數次方(且不太大)作伴,使學生可以順利以代換積分或是以分部積分解決,而結果亦不會出太多項。

若考試真是出∫(x² - 1)^18 dx,這肯定是雙輸的局面。老師會非常頭痛這題應該設定給予多少分,學生亦可能會質疑這題是考驗積分能力還是考驗基本運算能力。

2010-06-27 03:37:06 補充:
至於∫(x² - 1)^(-3/4) dx考試一定不會出,因為事實上∫(x² - 1)ⁿ dx,n只要是分母不是2的分數,就已經沒有close-form。

再者這題就算想找級數解也不是這麼容易,因為taylor series的收歛區間是|x| ≤ 1,因此要直接轉成級數也必需要分開|x| ≤ 1和|x| ≥ 1兩式。若真是要1 take過的級數解就一定要借Incomplete Beta Function(http://mathworld.wolfram.com/IncompleteBetaFunction.html)過橋。

2010-07-06 22:20:11 補充:

圖片參考:http://i212.photobucket.com/albums/cc82/doraemonpaul/yahoo_knowledge/integration/integrationanalysis00.jpg


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圖片參考:http://i212.photobucket.com/albums/cc82/doraemonpaul/yahoo_knowledge/integration/integrationanalysis19.jpg

參考資料:
my maths knowledge
2010-06-27 8:38 am
高二學微積分!?
想必大大也是被補習班騙去補的吧(拍)


收錄日期: 2021-04-30 14:59:15
原文連結 [永久失效]:
https://hk.answers.yahoo.com/question/index?qid=20100626000010KK09147

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