【arcsin平方x的原函数】在微积分中,求一个函数的原函数(即不定积分)是一项基本且重要的任务。对于函数 $ (\arcsin x)^2 $,其原函数并不像一些常见函数那样简单,需要通过分部积分等方法进行推导。
一、总结
本文将介绍如何求解 $ (\arcsin x)^2 $ 的原函数,并提供一个简洁明了的表格,列出关键步骤与结果。内容以自然语言表达为主,避免使用过于机械化的AI生成风格,力求贴近真实学习过程中的理解与推导。
二、推导过程简述
要求 $ \int (\arcsin x)^2 \, dx $ 的原函数,可以采用分部积分法:
设 $ u = (\arcsin x)^2 $,$ dv = dx $,则:
- $ du = 2 \arcsin x \cdot \frac{1}{\sqrt{1 - x^2}} dx $
- $ v = x $
根据分部积分公式:
$$
\int u \, dv = uv - \int v \, du
$$
代入得:
$$
\int (\arcsin x)^2 \, dx = x(\arcsin x)^2 - \int x \cdot 2 \arcsin x \cdot \frac{1}{\sqrt{1 - x^2}} dx
$$
接下来对第二项继续分部积分,或引入变量替换,最终可得到完整表达式。
三、关键步骤与结果对照表
步骤 | 内容 | 备注 |
1 | 设 $ u = (\arcsin x)^2 $,$ dv = dx $ | 分部积分法的第一步 |
2 | 求导得 $ du = 2 \arcsin x \cdot \frac{1}{\sqrt{1 - x^2}} dx $ | 使用链式法则 |
3 | 得到 $ v = x $ | 简单积分 |
4 | 应用分部积分公式 | 得到第一部分表达式 |
5 | 对剩余积分进行进一步处理 | 可能需要再次分部积分或换元 |
6 | 最终得到原函数 | 包含 $ x(\arcsin x)^2 $ 和其他项 |
四、最终结果(简化版)
$$
\int (\arcsin x)^2 \, dx = x(\arcsin x)^2 - 2 \left( x \arcsin x + \sqrt{1 - x^2} \right) + C
$$
其中 $ C $ 为积分常数。
五、小结
求 $ (\arcsin x)^2 $ 的原函数是一个典型的分部积分问题,过程中需要灵活运用导数与积分技巧。通过分步推导和逐步简化,可以得到较为清晰的结果。建议多练习类似题型,以提高对复杂函数积分的理解与应用能力。