微积分学示例

$f (x) = \frac{1}{x^{2}} - 10 x^{4} + 3$

解题步骤 1

通过计算导数 $f (x)$ 的不定积分求函数 $F (x)$ 。

$F (x) = \int f (x) d x$

解题步骤 2

建立要求解的定积分。

$F (x) = \int \frac{1}{x^{2}} - 10 x^{4} + 3 d x$

解题步骤 3

将单个积分拆分为多个积分。

$\int \frac{1}{x^{2}} d x + \int - 10 x^{4} d x + \int 3 d x$

解题步骤 4

应用指数的基本规则。

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解题步骤 4.1

通过将 $x^{2}$ 乘以 $- 1$ 次幂来将其移出分母。

$\int {(x^{2})}^{- 1} d x + \int - 10 x^{4} d x + \int 3 d x$

解题步骤 4.2

将 ${(x^{2})}^{- 1}$ 中的指数相乘。

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解题步骤 4.2.1

运用幂法则并将指数相乘， ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ 。

$\int x^{2 \cdot - 1} d x + \int - 10 x^{4} d x + \int 3 d x$

解题步骤 4.2.2

将 $2$ 乘以 $- 1$ 。

$\int x^{- 2} d x + \int - 10 x^{4} d x + \int 3 d x$

解题步骤 5

根据幂法则， $x^{- 2}$ 对 $x$ 的积分是 $- x^{- 1}$ 。

$- x^{- 1} + C + \int - 10 x^{4} d x + \int 3 d x$

解题步骤 6

由于 $- 10$ 对于 $x$ 是常数，所以将 $- 10$ 移到积分外。

$- x^{- 1} + C - 10 \int x^{4} d x + \int 3 d x$

解题步骤 7

根据幂法则， $x^{4}$ 对 $x$ 的积分是 $\frac{1}{5} x^{5}$ 。

$- x^{- 1} + C - 10 (\frac{1}{5} x^{5} + C) + \int 3 d x$

解题步骤 8

应用常数不变法则。

$- x^{- 1} + C - 10 (\frac{1}{5} x^{5} + C) + 3 x + C$

解题步骤 9

化简。

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解题步骤 9.1

组合 $\frac{1}{5}$ 和 $x^{5}$ 。

$- x^{- 1} + C - 10 (\frac{x^{5}}{5} + C) + 3 x + C$

解题步骤 9.2

化简。

$- \frac{1}{x} - 2 x^{5} + 3 x + C$

解题步骤 10

答案是函数 $f (x) = \frac{1}{x^{2}} - 10 x^{4} + 3$ 的不定积分。

$F (x) =$ $- \frac{1}{x} - 2 x^{5} + 3 x + C$

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