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Integrals

Using Substitution to Evaluate Definite Integrals

Description

Substitution makes definite integrals easier to evaluate when the integrand is a composite function. It works by reversing the chain rule from differentiation. When the expression includes an inner function and its derivative, substitution can simplify the setup quickly.

The method starts by choo...

Transcript

考虑一个积分,其被积函数可以表示为复合函数 F(g(x)) 的链式法则导数。求解该积分的过程涉及对链式法则求导进行逆向运算。

此处定义了一个新变量 u,即 g(x)。然后对 u 关于 x 求导。这可以重新表示为 du 的形式。

当 x=a 时,u 等于 g(a) 变为新的下限;当 x=b 时,u 等于 g(b) 变为新的上限,以此来改变积分限。

然后通过代入 u 和 du 重写原始积分,并将积分限 a 和 b 分别替换为 g(a) 和 g(b)。对新的被积函数关于 u 进行积分,并应用变化后的积分限,即可得到最终的数值表达式。

一个代换法的应用实例出现在电气工程中,该方法用于求解在给定时间间隔内通过电路的总电荷量。此处通过计算关于时间的定...