arctanx積分
對 \(\arctan(x)\) 進行積分，我們得到的是 \(x \arctan(x) - \frac{1}{2}\ln(1 + x^2)\) 的不定積分。這里，我們假設積分的上下限是 \(a\) 和 \(b\)，那么定積分可以表示為：
\[
\int_{a}^{b} \arctan(x) \, dx = \left[ x \arctan(x) - \frac{1}{2}\ln(1 + x^2) \right]_{a}^{b}
\]
這意味著我們需要分別計算 \(x \arctan(x) - \frac{1}{2}\ln(1 + x^2)\) 在 \(b\) 和 \(a\) 處的值，然后做差。
如果積分的上下限是無窮大，那么我們需要使用極限的概念來計算積分：
\[
\int_{-\infty}^{\infty} \arctan(x) \, dx = \lim_{b \to \infty} \left[ x \arctan(x) - \frac{1}{2}\ln(1 + x^2) \right]_{-\infty}^{b}
\]
這個積分在數學上是收斂的，并且其值是 \(0\)，因為 \(\arctan(x)\) 是一個奇函數，其在正負無窮大處的積分相互抵消。
∫arctanxdx的詳解
積分 \(\int \arctan(x) dx\) 是一個基本的不定積分，它沒有初等函數的反導數，因此通常需要直接記住其積分結果。計算 \(\int \arctan(x) dx\) 的過程涉及到分部積分法，但最終的積分結果如下：
\[
\int \arctan(x) dx = x \arctan(x) - \frac{1}{2} \ln(1 + x^2) + C
\]
其中，\(C\) 是積分常數。
這個結果可以通過以下步驟得到：
1. 使用分部積分法，選擇 \(u = \arctan(x)\) 和 \(dv = dx\)。
2. 對 \(u\) 和 \(dv\) 求導，得到 \(du = \frac{1}{1 + x^2} dx\) 和 \(v = \int dx = x\)。
3. 應用分部積分公式 \(\int u dv = uv - \int v du\)，得到：
\[
\int \arctan(x) dx = x \arctan(x) - \int x \cdot \frac{1}{1 + x^2} dx
\]
4. 再次使用分部積分法來計算 \(\int x \cdot \frac{1}{1 + x^2} dx\)，選擇 \(u = x\) 和 \(dv = \frac{1}{1 + x^2} dx\)。
5. 對 \(u\) 和 \(dv\) 求導，得到 \(du = dx\) 和 \(v = \arctan(x)\)。
6. 應用分部積分公式，得到：
\[
\int x \cdot \frac{1}{1 + x^2} dx = x \arctan(x) - \int \arctan(x) dx
\]
7. 將步驟6的結果代入步驟3的結果中，得到：
\[
\int \arctan(x) dx = x \arctan(x) - \left( x \arctan(x) - \int \arctan(x) dx \right)
\]
8. 整理上述表達式，得到：
\[
2 \int \arctan(x) dx = x \arctan(x) - x \arctan(x) + \ln(1 + x^2)
\]
9. 從而得到最終的積分結果：
\[
\int \arctan(x) dx = \frac{1}{2} \ln(1 + x^2) + C
\]
或者，如果你更喜歡原始形式：
\[
\int \arctan(x) dx = x \arctan(x) - \frac{1}{2} \ln(1 + x^2) + C
\]
這里 \(C\) 是積分常數，表示積分的任意常數項。在具體的積分問題中，\(C\) 的值可能會根據積分的上下文和邊界條件而有所不同。
arccotx的導數
反余切函數 \( \text{arccot}(x) \) 的導數可以通過鏈式法則和基本導數來求解。首先，我們知道余切函數 \( \cot(x) \) 的導數是 \( -\csc^2(x) \)，即 \( \fracwima2aum2s{dx} \cot(x) = -\csc^2(x) \)。
反余切函數 \( \text{arccot}(x) \) 可以視為 \( \cot^{-1}(x) \)，即 \( \cot(\text{arccot}(x)) = x \)。根據鏈式法則，反余切函數的導數可以表示為：
\[ \fracwima2aum2s{dx} \text{arccot}(x) = -\frac{1}{1 + x^2} \]
這是因為：
\[ \fracwima2aum2s{dx} \cot^{-1}(x) = -\frac{1}{x^2 + 1} \]
這是因為 \( \cot^{-1}(x) \) 是 \( \cot(x) \) 的反函數，所以它們的導數是互為倒數的。這個結果表明，無論 \( x \) 的值是多少，反余切函數的導數總是一個負數，并且隨著 \( x \) 值的增大，導數的絕對值會減小。
微信掃一掃打賞
