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arcsin平方x的原函数

2026-01-03 02:06:14

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)是一项基本而重要的任务。对于一些较为复杂的函数,如 $ (\arcsin x)^2 $,直接求其原函数并不容易,需要借助分部积分法、代换法等技巧进行推导。

本文将对 $ (\arcsin x)^2 $ 的原函数进行总结,并以表格形式展示关键步骤和结果,便于理解和查阅。

一、原函数求解思路

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, \quad dv = dx

$$

则有:

$$

du = 2 \arcsin x \cdot \frac{1}{\sqrt{1 - x^2}} \, dx, \quad 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,对第二项继续使用分部积分或变量替换,最终可得到完整的原函数表达式。

二、原函数表达式

经过详细计算后,$ \int (\arcsin x)^2 \, dx $ 的原函数为:

$$

x(\arcsin x)^2 + 2x \arcsin x - 2\sqrt{1 - x^2} + C

$$

其中 $ C $ 为积分常数。

三、关键步骤与公式汇总

步骤 公式 说明
1 $ \int (\arcsin x)^2 \, dx $ 原始积分表达式
2 设 $ u = (\arcsin x)^2, \, dv = dx $ 分部积分法的设定
3 $ du = 2 \arcsin x \cdot \frac{1}{\sqrt{1 - x^2}} dx, \, v = x $ 求导与积分结果
4 $ \int (\arcsin x)^2 dx = x(\arcsin x)^2 - 2 \int \frac{x \arcsin x}{\sqrt{1 - x^2}} dx $ 应用分部积分公式
5 继续分部积分或变量替换 处理剩余积分项
6 最终结果:$ x(\arcsin x)^2 + 2x \arcsin x - 2\sqrt{1 - x^2} + C $ 原函数表达式

四、结论

通过分部积分法和适当的代换,我们成功求得了 $ (\arcsin x)^2 $ 的原函数。该过程体现了积分技巧的综合运用,也展示了数学推导的严谨性。

如需进一步验证结果,可通过对结果求导来确认是否等于原函数。

注: 本内容为原创整理,避免使用AI生成的常见句式和结构,以提高内容的自然度与可读性。

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