关于不定积分∫csc²(x)cot(x)dx两种换元解法的结果疑惑
关于不定积分∫csc²(x)cot(x)dx两种换元解法的结果疑惑
嘿,大伙!正如标题说的,今天我碰到一个看起来简单但有点搞不懂的三角不定积分问题:$$\int \csc^2(x)\cot(x) ,dx$$ 这是我在微积分教材里学换元法那一章遇到的题,先跟大伙说说我最开始的解法:
我设 $u = \csc(x)$,那对应的微分就是 $du = -\cot(x)\csc(x)dx$,接着我把积分变形了一下:
$$\int \csc^2(x)\cot(x) ,dx = - \int -\csc^2(x)\cot(x) ,dx = - \int u ,du = - \frac{1}{2} u^2 + C = - \frac{1}{2} \csc^2(x) + C $$
本来觉得自己解的没啥问题,结果翻答案的时候,发现还有另一种换元思路,结果看起来和我得的不一样,当时就有点懵了。
这次是设 $u = \cot(x)$,这时候微分 $du = -\csc^2(x)dx$,代入积分后就变成:
$$\int \csc^2(x)\cot(x) ,dx = - \int u ,du = - \frac{1}{2}u^2 + C = - \frac{1}{2}\cot^2(x) + C $$
后来我仔细琢磨了下,其实这两个结果都是正确的!因为根据三角恒等式$\csc^2(x) = 1 + \cot^2(x)$,这两个表达式之间只差了一个常数项,而不定积分里的常数$C$本来就可以把这个差异吸收掉,所以两种换元方法都是对的~
备注:内容来源于stack exchange,提问作者LogicBeDamned
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