Danh sách tích phân với phân thức

Từ testwiki
Bước tới điều hướng Bước tới tìm kiếm

Sau đây là danh sách các tích phân (nguyên hàm) của các hàm phân thức. Tích phân của mọi hàm phân thức đều có thể được tính bằng phân tích phân số một phần thành tổng các hàm số có dạng:

a(xb)n, và ax+b((xc)2+d2)n.

rồi lần lượt xử lý từng số hạng.

Với những dạng hàm số khác, xem danh sách tích phân.

Hàm có dạng xm(ax + b)n

Nhiều nguyên hàm dưới đây có hạng tử dạng Bản mẫu:Math. Do hạng tử này không có nghĩa khi Bản mẫu:Math, dạng tổng quát của nguyên hàm thay hằng số tích phân bằng một hàm hằng cục bộ.[1] Tuy nhiên, người ta thường bỏ nó ra khỏi biểu thức. Ví dụ

1ax+bdx={1aln((ax+b))+Cax+b<01aln(ax+b)+C+ax+b>0

thường được viết ngắn gọn là

1ax+bdx=1aln|ax+b|+C,

trong đó Bản mẫu:Mvar được hiểu là ký hiệu cho hàm hằng cục bộ ẩn Bản mẫu:Mvar. Quy ước này sẽ được tuân theo trong phần còn lại This convention will be adhered to in the following.

(ax+b)ndx=(ax+b)n+1a(n+1)+C(n1) (Công thức diện tích Cavalieri)
xax+bdx=xaba2ln|ax+b|+C
x(ax+b)2dx=ba2(ax+b)+1a2ln|ax+b|+C
x(ax+b)ndx=a(1n)xba2(n1)(n2)(ax+b)n1+C(n∉{1,2})
x(ax+b)ndx=a(n+1)xba2(n+1)(n+2)(ax+b)n+1+C(n∉{1,2})
x2ax+bdx=b2ln(|ax+b|)a3+ax22bx2a2+C
x2(ax+b)2dx=1a3(ax2bln|ax+b|b2ax+b)+C
x2(ax+b)3dx=1a3(ln|ax+b|+2bax+bb22(ax+b)2)+C
x2(ax+b)ndx=1a3((ax+b)3n(n3)+2b(ax+b)2n(n2)b2(ax+b)1n(n1))+C(n∉{1,2,3})
1x(ax+b)dx=1bln|ax+bx|+C
1x2(ax+b)dx=1bx+ab2ln|ax+bx|+C
1x2(ax+b)2dx=a(1b2(ax+b)+1ab2x2b3ln|ax+bx|)+C

Hàm có dạng xm / (a x2 + b x + c)n

Với Bản mẫu:Math:

1ax2+bx+cdx={24acb2arctan2ax+b4acb2+C(4acb2>0)1b24acln|2ax+bb24ac2ax+b+b24ac|+C={2b24acarctanh2ax+bb24ac+C(|2ax+b|<b24ac)2b24acarccoth2ax+bb24ac+C(|2ax+b|b24ac)(4acb2<0)22ax+b+C(4acb2=0)
xax2+bx+cdx=12aln|ax2+bx+c|b2adxax2+bx+c+C
mx+nax2+bx+cdx={m2aln|ax2+bx+c|+2anbma4acb2arctan2ax+b4acb2+C(4acb2>0)m2aln|ax2+bx+c|2anbmab24acarctanh2ax+bb24ac+C(4acb2<0)m2aln|ax2+bx+c|2anbma(2ax+b)+C(4acb2=0)
1(ax2+bx+c)ndx=2ax+b(n1)(4acb2)(ax2+bx+c)n1+(2n3)2a(n1)(4acb2)1(ax2+bx+c)n1dx+C
x(ax2+bx+c)ndx=bx+2c(n1)(4acb2)(ax2+bx+c)n1b(2n3)(n1)(4acb2)1(ax2+bx+c)n1dx+C
1x(ax2+bx+c)dx=12cln|x2ax2+bx+c|b2c1ax2+bx+cdx+C

Hàm có dạng xm (a + b xn)p

  • Những công thức sau hạ số mũ của hàm dưới dấu tích phân nhưng vẫn giữ nguyên dạng của chúng, do đó có thể được dùng nhiều lần để đưa số mũ Bản mẫu:MvarBản mẫu:Mvar xuống 0.
  • Những công thức hạ bậc này có thể dùng cho hàm có số mũ nguyên hoặc hữu tỉ.
xm(a+bxn)pdx=xm+1(a+bxn)pm+np+1+anpm+np+1xm(a+bxn)p1dx
xm(a+bxn)pdx=xm+1(a+bxn)p+1an(p+1)+m+n(p+1)+1an(p+1)xm(a+bxn)p+1dx
xm(a+bxn)pdx=xm+1(a+bxn)pm+1bnpm+1xm+n(a+bxn)p1dx
xm(a+bxn)pdx=xmn+1(a+bxn)p+1bn(p+1)mn+1bn(p+1)xmn(a+bxn)p+1dx
xm(a+bxn)pdx=xmn+1(a+bxn)p+1b(m+np+1)a(mn+1)b(m+np+1)xmn(a+bxn)pdx
xm(a+bxn)pdx=xm+1(a+bxn)p+1a(m+1)b(m+n(p+1)+1)a(m+1)xm+n(a+bxn)pdx

Hàm có dạng (A + B x) (a + b x)m (c + d x)n (e + f x)p

  • Tương tự như trên, những công thức hạ bậc này có thể được dùng nhiều lần để đưa Bản mẫu:Mvar, Bản mẫu:MvarBản mẫu:Mvar xuống 0.
  • Những công thức này dùng được cho số mũ là số nguyên hoặc số hữu tỉ.
  • Cho Bản mẫu:Mvar bằng 0, ta có trường hợp đặc biệt (a+bx)m(c+dx)n(e+fx)p.
(A+Bx)(a+bx)m(c+dx)n(e+fx)pdx=(AbaB)(a+bx)m+1(c+dx)n(e+fx)p+1b(m+1)(afbe)+1b(m+1)(afbe)
(bc(m+1)(AfBe)+(AbaB)(nde+cf(p+1))+d(b(m+1)(AfBe)+f(n+p+1)(AbaB))x)(a+bx)m+1(c+dx)n1(e+fx)pdx
(A+Bx)(a+bx)m(c+dx)n(e+fx)pdx=B(a+bx)m(c+dx)n+1(e+fx)p+1df(m+n+p+2)+1df(m+n+p+2)
(Aadf(m+n+p+2)B(bcem+a(de(n+1)+cf(p+1)))+(Abdf(m+n+p+2)+B(adfmb(de(m+n+1)+cf(m+p+1))))x)(a+bx)m1(c+dx)n(e+fx)pdx
(A+Bx)(a+bx)m(c+dx)n(e+fx)pdx=(AbaB)(a+bx)m+1(c+dx)n+1(e+fx)p+1(m+1)(adbc)(afbe)+1(m+1)(adbc)(afbe)
((m+1)(A(adfb(cf+de))+Bbce)(AbaB)(de(n+1)+cf(p+1))df(m+n+p+3)(AbaB)x)(a+bx)m+1(c+dx)n(e+fx)pdx

Hàm có dạng xm (A + B xn) (a + b xn)p (c + d xn)q

xm(A+Bxn)(a+bxn)p(c+dxn)qdx=(AbaB)xm+1(a+bxn)p+1(c+dxn)qabn(p+1)+1abn(p+1)
xm(c(Abn(p+1)+(AbaB)(m+1))+d(Abn(p+1)+(AbaB)(m+nq+1))xn)(a+bxn)p+1(c+dxn)q1dx
xm(A+Bxn)(a+bxn)p(c+dxn)qdx=Bxm+1(a+bxn)p+1(c+dxn)qb(m+n(p+q+1)+1)+1b(m+n(p+q+1)+1)
xm(c((AbaB)(1+m)+Abn(1+p+q))+(d(AbaB)(1+m)+Bnq(bcad)+Abdn(1+p+q))xn)(a+bxn)p(c+dxn)q1dx
xm(A+Bxn)(a+bxn)p(c+dxn)qdx=(AbaB)xm+1(a+bxn)p+1(c+dxn)q+1an(bcad)(p+1)+1an(bcad)(p+1)
xm(c(AbaB)(m+1)+An(bcad)(p+1)+d(AbaB)(m+n(p+q+2)+1)xn)(a+bxn)p+1(c+dxn)qdx
xm(A+Bxn)(a+bxn)p(c+dxn)qdx=Bxmn+1(a+bxn)p+1(c+dxn)q+1bd(m+n(p+q+1)+1)1bd(m+n(p+q+1)+1)
xmn(aBc(mn+1)+(aBd(m+nq+1)b(Bc(m+np+1)+Ad(m+n(p+q+1)+1)))xn)(a+bxn)p(c+dxn)qdx
xm(A+Bxn)(a+bxn)p(c+dxn)qdx=Axm+1(a+bxn)p+1(c+dxn)q+1ac(m+1)+1ac(m+1)
xm+n(aBc(m+1)A(bc+ad)(m+n+1)An(bcp+adq)Abd(m+n(p+q+2)+1)xn)(a+bxn)p(c+dxn)qdx
xm(A+Bxn)(a+bxn)p(c+dxn)qdx=Axm+1(a+bxn)p+1(c+dxn)qa(m+1)1a(m+1)
xm+n(c(AbaB)(m+1)+An(bc(p+1)+adq)+d((AbaB)(m+1)+Abn(p+q+1))xn)(a+bxn)p(c+dxn)q1dx
xm(A+Bxn)(a+bxn)p(c+dxn)qdx=(AbaB)xmn+1(a+bxn)p+1(c+dxn)q+1bn(bcad)(p+1)1bn(bcad)(p+1)
xmn(c(AbaB)(mn+1)+(d(AbaB)(m+nq+1)bn(BcAd)(p+1))xn)(a+bxn)p+1(c+dxn)qdx

Hàm có dạng (d + e x)m (a + b x + c x2)p với b2 − 4 a c = 0

(d+ex)m(a+bx+cx2)pdx=(d+ex)m+1(a+bx+cx2)pe(m+1)p(d+ex)m+2(b+2cx)(a+bx+cx2)p1e2(m+1)(m+2p+1)+p(2p1)(2cdbe)e2(m+1)(m+2p+1)(d+ex)m+1(a+bx+cx2)p1dx
(d+ex)m(a+bx+cx2)pdx=(d+ex)m+1(a+bx+cx2)pe(m+1)p(d+ex)m+2(b+2cx)(a+bx+cx2)p1e2(m+1)(m+2)+2cp(2p1)e2(m+1)(m+2)(d+ex)m+2(a+bx+cx2)p1dx
(d+ex)m(a+bx+cx2)pdx=e(m+2p+2)(d+ex)m(a+bx+cx2)p+1(p+1)(2p+1)(2cdbe)+(d+ex)m+1(b+2cx)(a+bx+cx2)p(2p+1)(2cdbe)+e2m(m+2p+2)(p+1)(2p+1)(2cdbe)(d+ex)m1(a+bx+cx2)p+1dx
(d+ex)m(a+bx+cx2)pdx=em(d+ex)m1(a+bx+cx2)p+12c(p+1)(2p+1)+(d+ex)m(b+2cx)(a+bx+cx2)p2c(2p+1)+e2m(m1)2c(p+1)(2p+1)(d+ex)m2(a+bx+cx2)p+1dx
(d+ex)m(a+bx+cx2)pdx=(d+ex)m+1(a+bx+cx2)pe(m+2p+1)p(2cdbe)(d+ex)m+1(b+2cx)(a+bx+cx2)p12ce2(m+2p)(m+2p+1)+p(2p1)(2cdbe)22ce2(m+2p)(m+2p+1)(d+ex)m(a+bx+cx2)p1dx
(d+ex)m(a+bx+cx2)pdx=2ce(m+2p+2)(d+ex)m+1(a+bx+cx2)p+1(p+1)(2p+1)(2cdbe)2+(d+ex)m+1(b+2cx)(a+bx+cx2)p(2p+1)(2cdbe)+2ce2(m+2p+2)(m+2p+3)(p+1)(2p+1)(2cdbe)2(d+ex)m(a+bx+cx2)p+1dx
(d+ex)m(a+bx+cx2)pdx=(d+ex)m(b+2cx)(a+bx+cx2)p2c(m+2p+1)+m(2cdbe)2c(m+2p+1)(d+ex)m1(a+bx+cx2)pdx
(d+ex)m(a+bx+cx2)pdx=(d+ex)m+1(b+2cx)(a+bx+cx2)p(m+1)(2cdbe)+2c(m+2p+2)(m+1)(2cdbe)(d+ex)m+1(a+bx+cx2)pdx

Hàm có dạng (d + e x)m (A + B x) (a + b x + c x2)p

(d+ex)m(A+Bx)(a+bx+cx2)pdx=(d+ex)m+1(Ae(m+2p+2)Bd(2p+1)+eB(m+1)x)(a+bx+cx2)pe2(m+1)(m+2p+2)+1e2(m+1)(m+2p+2)p
(d+ex)m+1(B(bd+2ae+2aem+2bdp)Abe(m+2p+2)+(B(2cd+be+bem+4cdp)2Ace(m+2p+2))x)(a+bx+cx2)p1dx
(d+ex)m(A+Bx)(a+bx+cx2)pdx=(d+ex)m(Ab2aB(bB2Ac)x)(a+bx+cx2)p+1(p+1)(b24ac)+1(p+1)(b24ac)
(d+ex)m1(B(2aem+bd(2p+3))A(bem+2cd(2p+3))+e(bB2Ac)(m+2p+3)x)(a+bx+cx2)p+1dx
(d+ex)m(A+Bx)(a+bx+cx2)pdx=(d+ex)m+1(Ace(m+2p+2)B(cd+2cdpbep)+Bce(m+2p+1)x)(a+bx+cx2)pce2(m+2p+1)(m+2p+2)pce2(m+2p+1)(m+2p+2)
(d+ex)m(Ace(bd2ae)(m+2p+2)+B(ae(be2cdm+bem)+bd(bepcd2cdp))+
(Ace(2cdbe)(m+2p+2)B(b2e2(m+p+1)+2c2d2(1+2p)+ce(bd(m2p)+2ae(m+2p+1))))x)(a+bx+cx2)p1dx
(d+ex)m(A+Bx)(a+bx+cx2)pdx=(d+ex)m+1(A(bcdb2e+2ace)aB(2cdbe)+c(A(2cdbe)B(bd2ae))x)(a+bx+cx2)p+1(p+1)(b24ac)(cd2bde+ae2)+
1(p+1)(b24ac)(cd2bde+ae2)
(d+ex)m(A(bcde(2pm+2)+b2e2(m+p+2)2c2d2(3+2p)2ace2(m+2p+3))
B(ae(be2cdm+bem)+bd(3cd+be2cdp+bep))+ce(B(bd2ae)A(2cdbe))(m+2p+4)x)(a+bx+cx2)p+1dx
(d+ex)m(A+Bx)(a+bx+cx2)pdx=B(d+ex)m(a+bx+cx2)p+1c(m+2p+2)+1c(m+2p+2)
(d+ex)m1(m(AcdaBe)d(bB2Ac)(p+1)+((BcdbBe+Ace)me(bB2Ac)(p+1))x)(a+bx+cx2)pdx
(d+ex)m(A+Bx)(a+bx+cx2)pdx=(BdAe)(d+ex)m+1(a+bx+cx2)p+1(m+1)(cd2bde+ae2)+1(m+1)(cd2bde+ae2)
(d+ex)m+1((AcdAbe+aBe)(m+1)+b(BdAe)(p+1)+c(BdAe)(m+2p+3)x)(a+bx+cx2)pdx

Hàm có dạng xm (a + b xn + c x2n)p}} với {{math|1=b2 − 4 a c = 0

xm(a+bxn+cx2n)pdx=xm+1(a+bxn+cx2n)pm+2np+1+npxm+1(2a+bxn)(a+bxn+cx2n)p1(m+1)(m+2np+1)bn2p(2p1)(m+1)(m+2np+1)xm+n(a+bxn+cx2n)p1dx
xm(a+bxn+cx2n)pdx=(m+n(2p1)+1)xm+1(a+bxn+cx2n)p(m+1)(m+n+1)+npxm+1(2a+bxn)(a+bxn+cx2n)p1(m+1)(m+n+1)+2cpn2(2p1)(m+1)(m+n+1)xm+2n(a+bxn+cx2n)p1dx
xm(a+bxn+cx2n)pdx=(m+n(2p+1)+1)xmn+1(a+bxn+cx2n)p+1bn2(p+1)(2p+1)xm+1(b+2cxn)(a+bxn+cx2n)pbn(2p+1)(mn+1)(m+n(2p+1)+1)bn2(p+1)(2p+1)xmn(a+bxn+cx2n)p+1dx
xm(a+bxn+cx2n)pdx=(m3n2np+1)xm2n+1(a+bxn+cx2n)p+12cn2(p+1)(2p+1)xm2n+1(2a+bxn)(a+bxn+cx2n)p2cn(2p+1)+(mn+1)(m2n+1)2cn2(p+1)(2p+1)xm2n(a+bxn+cx2n)p+1dx
xm(a+bxn+cx2n)pdx=xm+1(a+bxn+cx2n)pm+2np+1+npxm+1(2a+bxn)(a+bxn+cx2n)p1(m+2np+1)(m+n(2p1)+1)+2an2p(2p1)(m+2np+1)(m+n(2p1)+1)xm(a+bxn+cx2n)p1dx
xm(a+bxn+cx2n)pdx=(m+n+2np+1)xm+1(a+bxn+cx2n)p+12an2(p+1)(2p+1)xm+1(2a+bxn)(a+bxn+cx2n)p2an(2p+1)+(m+n(2p+1)+1)(m+2n(p+1)+1)2an2(p+1)(2p+1)xm(a+bxn+cx2n)p+1dx
xm(a+bxn+cx2n)pdx=xmn+1(b+2cxn)(a+bxn+cx2n)p2c(m+2np+1)b(mn+1)2c(m+2np+1)xmn(a+bxn+cx2n)pdx
xm(a+bxn+cx2n)pdx=xm+1(b+2cxn)(a+bxn+cx2n)pb(m+1)2c(m+n(2p+1)+1)b(m+1)xm+n(a+bxn+cx2n)pdx

Hàm có dạng xm (A + B xn) (a + b xn + c x2n)p

xm(A+Bxn)(a+bxn+cx2n)pdx=xm+1(A(m+n(2p+1)+1)+B(m+1)xn)(a+bxn+cx2n)p(m+1)(m+n(2p+1)+1)+np(m+1)(m+n(2p+1)+1)
xm+n(2aB(m+1)Ab(m+n(2p+1)+1)+(bB(m+1)2Ac(m+n(2p+1)+1))xn)(a+bxn+cx2n)p1dx
xm(A+Bxn)(a+bxn+cx2n)pdx=xmn+1(Ab2aB(bB2Ac)xn)(a+bxn+cx2n)p+1n(p+1)(b24ac)+1n(p+1)(b24ac)
xmn((mn+1)(2aBAb)+(m+2n(p+1)+1)(bB2Ac)xn)(a+bxn+cx2n)p+1dx
xm(A+Bxn)(a+bxn+cx2n)pdx=xm+1(bBnp+Ac(m+n(2p+1)+1)+Bc(m+2np+1)xn)(a+bxn+cx2n)pc(m+2np+1)(m+n(2p+1)+1)+npc(m+2np+1)(m+n(2p+1)+1)
xm(2aAc(m+n(2p+1)+1)abB(m+1)+(2aBc(m+2np+1)+Abc(m+n(2p+1)+1)b2B(m+np+1))xn)(a+bxn+cx2n)p1dx
xm(A+Bxn)(a+bxn+cx2n)pdx=xm+1(Ab2abB2aAc+(Ab2aB)cxn)(a+bxn+cx2n)p+1an(p+1)(b24ac)+1an(p+1)(b24ac)
xm((m+n(p+1)+1)Ab2abB(m+1)2(m+2n(p+1)+1)aAc+(m+n(2p+3)+1)(Ab2aB)cxn)(a+bxn+cx2n)p+1dx
xm(A+Bxn)(a+bxn+cx2n)pdx=Bxmn+1(a+bxn+cx2n)p+1c(m+n(2p+1)+1)1c(m+n(2p+1)+1)
xmn(aB(mn+1)+(bB(m+np+1)Ac(m+n(2p+1)+1))xn)(a+bxn+cx2n)pdx
xm(A+Bxn)(a+bxn+cx2n)pdx=Axm+1(a+bxn+cx2n)p+1a(m+1)+1a(m+1)
xm+n(aB(m+1)Ab(m+n(p+1)+1)Ac(m+2n(p+1)+1)xn)(a+bxn+cx2n)pdx

Các hàm khác

f(x)f(x)dx=ln|f(x)|+C
1x2+a2dx=1aarctanxa+C
1x2a2dx={1aarctanhxa+C=12alnaxa+x+C(|x|<|a|)1aarccothxa+C=12alnxax+a+C(|x|>|a|)
dxx2n+1=12n1k=12n1sin(2k12nπ)arctan[(xcos(2k12nπ))csc(2k12nπ)]12cos(2k12nπ)ln|x22xcos(2k12nπ)+1|+C

Tham khảo

Bản mẫu:Tham khảo

Bản mẫu:Danh sách tích phân

  1. "Reader Survey: log|x| + C", Tom Leinster, The n-category Café, 19 tháng 3, 2012