条件与结论
不定积分版
条件: 在区间 上连续可导(即 都连续)。
结论:
差分形式(Leibniz 记号):。
定积分版
条件: 在 上连续可导。
结论:
几何/直觉理解
分部积分是 ANL-THM-017 求导的乘积法则 的”逆向应用”。 把乘积法则两边对 积分:
由 ANL-DEF-028,。整理即得分部积分公式。
使用直觉:当遇到 ,分部把”积分负担”从一边推到另一边—— “把 化为 ”。 选择哪个为 (求导方)、哪个为 (积分方)取决于哪种更简化。
证明
定积分版(不定积分版可由 ANL-DEF-028 约束推出)
证明: 由 ANL-THM-017 求导乘积法则,对所有 :
由 都连续, 也连续,故在 上可积(ANL-THM-027)。 对两边在 上积分:
左边由 ANL-THM-032 N-L 公式:。
整理:
常见错误
- ✗ 选择 后没有简化。 :选 ⇒ , ✓ 错误选择: ⇒ , 原积分 = — 更复杂!
- ✗ 遗忘""(不定积分时)。
- ✗ 定积分版漏掉端点的 项。 常见错误:(漏掉 )。 正确:。
- ✗ 与 ANL-THM-033 换元法搞混。 分部针对乘积形式();换元针对复合形式()。 实战中两者常结合使用——先换元再分部,或反之。
推论与应用
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常用 LIATE 选 经验法则(按优先级,能选作 的优先是更靠前的):
字母 函数类型 例 L 对数 (Logarithm) I 反三角 (Inverse trig) A 代数 (Algebraic) (多项式) T 三角 (Trig) E 指数 (Exponential) 例:,按 LIATE 选 (L),。
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递推积分:分部积分用于建立递推公式,如:
- (Wallis 公式的来源)
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应用例题:ANL-EX-013
链接
- 前置:ANL-DEF-026、ANL-DEF-028、ANL-THM-017 求导乘积法则、ANL-THM-027、ANL-THM-032 N-L 公式
- 配合:ANL-THM-033 换元积分法
- 应用:ANL-EX-013 分部积分典型范例