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1cos2x的原函数

2026-01-15 21:00:04
最佳答案

1cos2x的原函数】在微积分中,求一个函数的原函数,即求其不定积分。对于函数 $ \frac{1}{\cos 2x} $,也称为 $ \sec 2x $,它的原函数是通过积分运算得到的。下面将对这一过程进行总结,并以表格形式展示相关知识点。

一、原函数概述

函数 $ \frac{1}{\cos 2x} $ 是三角函数的一种,可以表示为 $ \sec 2x $。它的原函数可以通过积分公式或换元法来求解。该函数在定义域内(即 $ \cos 2x \neq 0 $)存在原函数。

二、求解步骤简述

1. 识别函数类型:

函数为 $ \sec 2x $,属于三角函数中的正割函数。

2. 使用积分公式:

已知基本积分公式:

$$

\int \sec u \, du = \ln \sec u + \tan u + C

$$

3. 变量替换:

设 $ u = 2x $,则 $ du = 2dx $,即 $ dx = \frac{du}{2} $。

4. 代入并计算:

$$

\int \sec 2x \, dx = \frac{1}{2} \int \sec u \, du = \frac{1}{2} \ln \sec u + \tan u + C

$$

5. 回代变量:

$$

\frac{1}{2} \ln \sec 2x + \tan 2x + C

$$

三、总结与表格展示

项目 内容
原函数表达式 $ \frac{1}{\cos 2x} $ 或 $ \sec 2x $
不定积分 $ \int \sec 2x \, dx = \frac{1}{2} \ln \sec 2x + \tan 2x + C $
积分方法 使用基本积分公式 $ \int \sec u \, du = \ln \sec u + \tan u + C $,并结合换元法
注意事项 定义域需满足 $ \cos 2x \neq 0 $,即 $ x \neq \frac{\pi}{4} + \frac{k\pi}{2} $,其中 $ k \in \mathbb{Z} $
常见应用 在物理、工程、数学建模等领域中用于描述周期性变化的系统

四、结语

$ \frac{1}{\cos 2x} $ 的原函数为 $ \frac{1}{2} \ln \sec 2x + \tan 2x + C $,其推导过程涉及三角函数的积分公式和变量替换技巧。理解这一过程有助于掌握更复杂的三角函数积分问题,同时也为后续学习微分方程、傅里叶分析等打下基础。

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