积分技巧工作台

多次分部积分与循环分部积分演示器

同一个分部积分公式,在两类积分里有两种节奏:多项式会一路求导到零;三角函数会绕一圈,把原积分带回等式。

表格法:\(\int x^2 e^x\,dx\)

左列连续求导,右列连续积分;每推进一步,就把同一行的两项按正负号相乘并加入答案。

多项式求导到 0
第 1 / 3 步
符号 求导列:\(x^2\) 积分列:\(e^x\) 加入的不定积分项
+ \(x^2\) \(e^x\) \(x^2e^x\)
- \(2x\) \(e^x\) \(-2xe^x\)
+ \(2\) \(e^x\) \(2e^x\)
- \(0\) \(e^x\) 停止

当前累积结果

循环法:\(\int e^x\sin x\,dx\)

两次分部积分后,原来的 \(I\) 回到右侧。关键不是继续绕下去,而是把它移到左侧。

原积分回归
第 1 / 4 步
1

第一次分部积分

令 \(I=\int e^x\sin x\,dx\),取 \(u=\sin x,\;dv=e^x dx\)。

\[I=e^x\sin x-\int e^x\cos x\,dx\]
2

第二次分部积分

对 \(J=\int e^x\cos x\,dx\) 再分部,取 \(u=\cos x,\;dv=e^x dx\)。

\[J=e^x\cos x+\int e^x\sin x\,dx=e^x\cos x+I\]
3

代回后出现 \(-I\)

把 \(J\) 的表达式代回第一行,右侧出现了原积分的相反数。

\[I=e^x\sin x-(e^x\cos x+I)=e^x\sin x-e^x\cos x-I\]
4

移项得到结果

把右侧的 \(-I\) 移到左侧,循环就变成了可解的一次方程。

\[2I=e^x(\sin x-\cos x),\qquad I=\frac{e^x(\sin x-\cos x)}{2}+C\]