maths.free › Calculus › Integration techniques: substitution, parts, partial fractions

Integration techniques: substitution, parts, partial fractions

Recognising which technique an integrand wants.

Substitution when the integrand contains a function and its derivative; parts for products of unrelated functions; partial fractions for rational functions; trig identities for powers of sin and cos. Picture it: the antiderivative F plotted with f, F's slope is f everywhere. Think it: each technique is a derivative rule run backwards: chain, product, and the algebra of fractions.

Ví dụ đã làm · integral of 2x/(x^2+1)

Calculus · Integrals

Integrate 2x/(x^2 + 1)

\int \frac{2 x}{x^{2} + 1}\, dx

Bước một bước

  1. \int \frac{2 x}{x^{2} + 1}\, dx

    Find an antiderivative.

  2. \int \frac{2 x}{x^{2} + 1}\, dx = 2 \int \frac{x}{x^{2} + 1}\, dx

    Pull the constant 2 out of the integral.

  3. \int \frac{x}{x^{2} + 1}\, dx = \frac{1}{2} \int \frac{2 x}{x^{2} + 1}\, dx

    Pull the constant \frac{1}{2} out of the integral.

  4. u = x^{2} + 1,\quad du = 2 x\, dx

    Substitute u = x^{2} + 1.

  5. \int \frac{x}{x^{2} + 1}\, dx = \int \frac{1}{u}\, d_u

    Rewrite the integral in terms of u.

  6. \int \frac{1}{u}\, d_u = \log{\left(u \right)}

    ∫ 1/u du = ln|u|.

  7. = \log{\left(x^{2} + 1 \right)}

    Substitute back u = x^{2} + 1.

  8. F(x) = \log{\left(x^{2} + 1 \right)} + C

    Add the constant of integration.

Giải đáp
\log{\left(x^{2} + 1 \right)} + C

Now you Chọn một bài toán, hoặc gõ hoặc vẽ của riêng mình. Mỗi bước, một bức tranh, câu trả lời ẩn cho đến khi bạn hỏi.

Để cho anh làm việc

Một tài khoản miễn phí thêm ghi chú vào mỗi bài học, ghi chép những gì bạn đã hoàn thành, các bài toán bạn giải quyết ở một nơi, và một giáo viên bạn có thể hỏi về trang này. Toán học là mở cho mọi người, dù có đăng nhập hay không.

Đăng ký Đăng nhập

Ký hiệu được dùng ở đây

Nhấn vào bất kỳ ký hiệu nào để xem định nghĩa đầy đủ, một bức ảnh, và ý nghĩa của từng chữ cái trong nó.

Làm thế nào: Integration techniques: substitution, parts, partial fractions

  1. Look for a piece whose derivative is also present → substitution.
  2. A product of a polynomial with e^x, ln x, sin or cos → integration by parts, differentiating the polynomial.
  3. A rational function → divide if needed, then partial fractions.
  4. Powers of sin and cos → identities (sin² = (1 − cos 2x)/2) or a substitution.
  5. Check by differentiating your answer.

Câu hỏi người ta hỏi

What is a derivative in one sentence?

The slope of the graph at a point, the rate at which the output is changing there. Speed is the derivative of position.

What is an integral in one sentence?

The accumulated total of a rate: the area under the curve. Distance travelled is the integral of speed.

Why are derivatives and integrals opposites?

That is the fundamental theorem of calculus: accumulating a rate and then measuring how fast the accumulation grows gets you back the rate. Integration undoes differentiation up to a constant.

When do I use substitution and when integration by parts?

Substitution when part of the integrand is the derivative of another part (u and du both present). Parts when the integrand is a product of two unrelated kinds of function, a polynomial times an exponential, log or trig function.

More in Calculus

LimitsDerivativesIntegralsDefinite integralsTaylor seriesSeries and sumsMaxima and minimaThe chain ruleImplicit differentiationRelated rates and optimisationApplications of integration: area, volume, arc lengthInfinite series and convergence tests