圆域的二重积分怎么求(sint2dt的积分怎么求这是一个超越积分)

求sint^2dt的积分,即求∫sint^2dt,就是要找到sint^2的原函数。很多人把它和求(sint)^2的积分混为一谈。其实这是完全不同的两个积分。

圆域的二重积分怎么求(sint2dt的积分怎么求这是一个超越积分)(1)

不过sint^2的原函数并不是一个初等函数。也就是说它是由无限个基本初等函数构成的。原函数不是初等函数的函数积分,称为超越积分。在高中数学,甚至是大学数学中,都可以认为这个积分是不存在的。

如果非要得出 sint^2的不定积分,可以利用它的泰勒展开式,它是无限个单项式的和,这些单项式是有规律的,因此它们的积分也是有规律的。最后再利用和的积分公式,即和的积分等于积分的和,就可以得到sint^2的不定积分了。注意,不能使用麦克劳林公式。因为麦克劳林公式只是sint^2在t=0处的多项式表达式。

不过我们还是来尝试一下,求出sint^2在t=0的不定积分。首先由sint^2的泰勒展开式:

圆域的二重积分怎么求(sint2dt的积分怎么求这是一个超越积分)(2)

sint^2=sint0^2 2t0(t-t0)sin(t0^2 π/2) 4t0^2(t-t0)^2sin(t0^2 π)/2 … [2t0(t-t0)]^nsin(t0^2 nπ/2)/n! o((t-t0)^n),其中t0是常数,说明sint^2在每一个点的多项式表达式都是不同的。

圆域的二重积分怎么求(sint2dt的积分怎么求这是一个超越积分)(3)

得到∫sint^2dt=∫[sint0^2 2t0(t-t0)sin(t0^2 π/2) 4t0^2(t-t0)^2sin(t0^2 π)/2 … [2t0(t-t0)]^nsin(t0^2 nπ/2)/n! o((t-t0)^n)]dt=tsint0^2 t0(t-t0)^2sin(t0^2 π/2) 4t0^2(t-t0)^3sin(t0^2 π)/3! … [2t0(t-t0)]^n(t-t0)sin(t0^2 nπ/2)/(n 1)!=tsint0^2 ∑(i=1->n)(2t0)^i(t-t0)^(i 1)sin(t0^2 iπ/2)/(i 1)! C. 就是说sint^2在每一个点的不定积分都是不同的。

相对而言,如果要求(sint)^2的不定积分,那就容易得多了。根据cos2t=1-2(sint)^2,可以得到(sint)^2=(1-cos2t)/2。∫(sint)^2dt=∫(1-cos2t)/2 dt=t/2-sin2t /4 C.

如果求sint^2的定积分,则要具体问题具体分析。而如果求(sint)^2的定积分,则只要运用牛顿莱布尼茨公式即可。

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