Lição 84 — Técnica: substituição (u-substitution)
Substituição u = g(x): inversa da regra da cadeia. A técnica mais usada de integração. Versões indefinida e definida. Reconhecimento de padrão.
Used in: 3.º ano do EM (17 anos) · Equiv. Math II japonês cap. 6 · Equiv. Klasse 12 alemã
Rigorous notation, full derivation, hypotheses
定理和方法步骤
变量替换定理
"替换规则是积分中对应导数中链式法则的相反运算。" — OpenStax Calculus Vol. 1, §5.5
证明。 若 ,根据链式法则:。因此 是 的一个反导数。根据微积分第二基本定理:
机械步骤
替换何时有效的迹象
被积函数应包含 乘以该"某式"的导数(或该导数的某个常数倍)。
模式示例:
| 被积函数 | ||
|---|---|---|
| (需要 的调整) | ||
| (需要 的调整) |
求解的例题
Exercise list
30 exercises · 7 with worked solution (25%)
- Ex. 84.1Application
计算 。
- Ex. 84.2Application
计算 。
- Ex. 84.3Application
计算 。
- Ex. 84.4Application
计算 。
- Ex. 84.5Application
计算 。
- Ex. 84.6Application
计算 。
- Ex. 84.7ApplicationAnswer key
计算 。
- Ex. 84.8ApplicationAnswer key
计算 。
- Ex. 84.9Application
计算 。
- Ex. 84.10Application
计算 。
- Ex. 84.11Application
计算 。
- Ex. 84.12Application
计算 。
- Ex. 84.13ApplicationAnswer key
计算 。
- Ex. 84.14Application
计算 。
- Ex. 84.15Application
计算 。
- Ex. 84.16ApplicationAnswer key
计算 。
- Ex. 84.17Application
计算 。
- Ex. 84.18UnderstandingAnswer key
计算 时,哪个替换 最合适?
- Ex. 84.19Understanding
尝试用替换 时,发现 乘以一个不同的常数。应该怎样处理?
- Ex. 84.20Application
计算 。
- Ex. 84.21Application
计算 。
- Ex. 84.22Application
计算 。
- Ex. 84.23Modeling
一个固定收益基金的月度增量费率为 R$ 500,具有指数增长: 雷亚尔每月。计算 12 个月后累积的余额。
- Ex. 84.24Application
计算 。
- Ex. 84.25ApplicationAnswer key
计算 。
- Ex. 84.26Application
计算 。(提示:观察替换后的极限。)
- Ex. 84.27Challenge
计算 。
- Ex. 84.28Challenge
尝试用替换法计算 。指出为什么简单替换在此失效,并写出答案(需要分部积分,第 85 课)。
- Ex. 84.29ProofAnswer key
验证 ,其中 且 。
- Ex. 84.30Modeling
一辆车的加速度为 m/s²,从静止出发()。用替换法求 ,并计算 s 时的速度。
来源
- Active Calculus — Boelkins · §5.1 · CC-BY-NC-SA。替换作为反向链式法则的动机。
- APEX Calculus — Hartman et al. · §6.1 · CC-BY-NC。机械步骤、常数调整、定积分及其极限交换。
- OpenStax Calculus Volume 1 · §5.5 · CC-BY-NC-SA。形式定理、根式和三角函数的例题、定积分练习。