∮积分计算器 - 不定积分分步求解、定积分与求导验证
输入被积函数,按课本上的方法一步一步求出原函数:先用线性性拆项、提出常数,再依次尝试基本积分表(含一次式换元)、有理函数的多项式除法与部分分式分解(分母按有理根和二次因式分解,支持重因式,二次因式配方后化成 arctan)、三角函数幂(奇次幂分出一个因子换元、偶次幂用半角公式降幂、tan 换元、secⁿ 递推公式)、第一类换元法(自动识别 f(g(x))·g′(x),常数倍也能认出来)、二次式开方的配方公式(arcsin 与 ln 型),以及按 LIATE 顺序选取 u 的分部积分,能处理 x²eˣ 这样的重复分部和 eˣsin x 这样原积分再次出现、移项求解的循环情形。每一步都写出所用的法则、公式和中间结果。得到原函数后会用符号求导把它求导回去,在多个点上与被积函数做数值比较,确认结果正确。勾选定积分并填写上下限,会同时给出 F(b) − F(a) 和自适应 Gauss–Kronrod 数值积分并比较两者,区间内有间断点时会提示。e^(−x²)、sin(x)/x 这类没有初等原函数的积分会如实说明,并直接给出数值定积分。图上画出被积函数、原函数和定积分对应的面积,也可以一键送进函数图像工具。
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如何使用积分计算器(分步)
- 1输入被积函数(如 x^2*e^x、1/(x^2-1)、sin(x)^3),有多个字母时选择积分变量
- 2查看不定积分结果、求导检验和逐步解法
- 3需要定积分时勾选并填写上下限,对比牛顿–莱布尼茨公式与数值积分
常见问题
- 为什么我的答案和工具给的形式不一样?
- 不定积分的结果只差一个常数就都对,而且同一个原函数可以有多种写法,例如 ∫sin x cos x dx 可以写成 sin²x/2,也可以写成 −cos²x/2 或 −cos 2x/4。工具会把结果求导回去和被积函数比较,显示“在 n 个点上 F′(x) 与 f(x) 一致”就说明结果是对的;你也可以把自己的答案和它相减,看差是否为常数。
- 哪些积分做不出来?
- e^(−x²)、sin(x)/x、√(1 + x³)、xˣ 这类积分没有初等函数形式的原函数,任何方法都写不出来,工具会提示“没有找到初等函数的分步解法”,并直接给出数值定积分。另外分母是无法分解成有理系数一次、二次因式的高次多项式(如 1/(x⁴ + 1) 需要 √2)时,部分分式这一步也会放弃,同样退回数值积分。
- 定积分的两个结果不一致是怎么回事?
- 牛顿–莱布尼茨公式 F(b) − F(a) 只在被积函数于 [a, b] 上连续时成立。如果区间里有间断点或奇点(例如 ∫₋₁¹ 1/x² dx),直接代公式会得到错误的有限值,而数值积分会提示不收敛。工具会同时显示两种结果,不一致时提醒你检查间断点,这时应以数值结果和反常积分的判断为准。
- 分部积分时 u 是怎么选的?
- 按 LIATE 顺序:对数函数 > 反三角函数 > 代数函数(多项式、幂函数) > 三角函数 > 指数函数,排在前面的作 u,其余作 dv。像 ln x、arctan x 单独出现时取 dv = dx。多项式乘指数或三角函数时会重复分部直到多项式降为常数;eˣ 乘三角函数时分部两次后原积分会再次出现,工具会把它移项解出来,并在步骤里写出 I = … − I 这一步。