【正切函数的原函数是多少】在微积分中,求一个函数的原函数(即不定积分)是基本的运算之一。对于正切函数 $ \tan(x) $,其原函数并不是一个简单的初等函数,但可以通过一些技巧和已知公式进行推导。
一、
正切函数 $ \tan(x) $ 的原函数为:
$$
\int \tan(x) \, dx = -\ln
$$
其中,$ C $ 是积分常数。这个结果可以通过将 $ \tan(x) $ 表示为 $ \frac{\sin(x)}{\cos(x)} $,并使用换元法来推导得出。
需要注意的是,正切函数在其定义域内有多个间断点,因此在进行积分时必须考虑这些间断点对积分区间的影响。例如,在区间 $ \left( -\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2} \right) $ 内,$ \cos(x) > 0 $,因此可以简化为:
$$
\int \tan(x) \, dx = -\ln(\cos(x)) + C
$$
二、表格展示
函数名称 | 原函数表达式 | 积分区间 | 注意事项 | ||
正切函数 $ \tan(x) $ | $ -\ln | \cos(x) | + C $ | $ x \in \left( -\frac{\pi}{2} + k\pi, \frac{\pi}{2} + k\pi \right) $, $ k \in \mathbb{Z} $ | 在每个连续区间内有效,需注意周期性与间断点 |
三、补充说明
- 正切函数 $ \tan(x) $ 在 $ x = \frac{\pi}{2} + k\pi $ 处无定义,因此积分时不能跨过这些点。
- 如果需要计算定积分,必须确保积分区间不包含任何这些间断点。
- 另一种形式的原函数也可以表示为 $ \ln
通过以上分析可以看出,虽然正切函数的原函数看起来简单,但在实际应用中仍需注意其定义域和连续性问题。
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