本文首发于公众号“小朱的读书笔记”,文章链接为:[用MATLAB计算积分题示例](https://mp.weixin.qq.com/s/pv9BiPeLtEdlQ9siEN8-9w "用MATLAB计算积分题示例") 作者:`朱善军`. ------------ >1、计算不定积分$$\int {\frac{{dx}}{{(2 + si{n^2}x)\cos x}}} .$$ 提示:令$\sin x = t$,$\cos xdx = dt.$ 答案:$\frac{1}{6}\ln \left| {\frac{{1 + \sin x}}{{1 - \sin x}}} \right| + \frac{1}{{3\sqrt 2 }}\arctan (\frac{{\sin x}}{{\sqrt 2 }}) + C.$ >2、计算定积分$$\int_0^{\frac{\pi }{2}} {\frac{{{{\sin }^3}x}}{{{{\sin }^3}x + {{\cos }^3}x}}} dx . $$ 提示:可换元$t = \frac{\pi }{2} - x$. 答案:$\frac{\pi }{4}.$ >3.计算定积分$$\int_0^1 {\frac{{\ln (1 + x)}}{{1 + {x^2}}}} dx. $$ 方法一:(`三角代换`)令$x=\tan t$; 方法二:(`分式代换`)令$x=\frac{1-t}{1+t}$; 答案:$\frac{\pi }{8}\ln 2.$ >4.计算定积分$$\int_{ -1}^1 {\frac{{2{x^2}{\rm{+}}x\cos x}}{{1+\sqrt{1-{x^2}} }}} dx.$$ 提示:注意到被积函数中$\frac{x\cos x}{1 + \sqrt{1 - x^{2}}}$是奇函数,并且该定积分积分区间关于原点对称; 答案:$4 - \pi$. PartI:MATLAB解不定积分 - MATLAB里面主要用`int`函数来求符号函数的不定积分,这里的int实际上是取自“积分”英文名interval的前三个字母。主要有两种调用格式: - int(f); - int(f,v). 二者有明显区别,其中第二个多了一个$v$表示是$v$作为自变量的,然而对被积函数或者符号函数$f$求不定积分的。第一个则是根据symvar函数默认的变量求不定积分的。 这样不同处理的原因是明显的,往往在求不定积分时被积函数含有两个乃至多个变量,这时候选定积分变量是特别关键的。 ``` %%%%%在命令行窗口输入以下代码 >> x=sym('x') >> f=1/((2+sin(x)^2)*cos(x)) >> int(f) %%%%%%运行结果输出 ans = atanh(sin(x))/3 + (2^(1/2)*atan((2^(1/2)*sin (x))/2))/6 ``` PartII:MATLAB解定积分 - 求符号函数的定积分同样需要借助所谓的int函数,其实在LATEX代码中积分也是用int函数所写的,但需要加上一个斜杠:\int。那么定积分与不定积分的一个比较大的区别就是:前者有积分上下限,因此在调用格式的时候你还需要把积分上下限给写进去。通常情况下积分上下限$a,b$有以下几种选择: - 具体的数; - 符号表达式; - 无穷(inf); ``` >> x=sym('x') >> int(sin(x)^3/(sin(x)^3+cos(x)^3),0,pi/2) ans = pi/4 %%%%%对照第二题结果 >> f=log(1+x)/(1+x^2) >> int(f,0,1) ans = (pi*log(2))/8 %%%%%对照第三题结果 ```