Questo formulario degli integrali raccoglie le regole standard per le primitive che gli studenti incontrano per prime in analisi. Usalo quando l’integranda corrisponde già a una forma nota, come una potenza, 1/x1/x, un’esponenziale o una funzione trigonometrica di base.

Il compito principale è riconoscere la forma. Se l’espressione è una somma o una differenza, di solito puoi integrare termine per termine. Se invece è un prodotto, un quoziente o una composizione, potrebbe servire un altro metodo.

Principali formule di integrazione

  • Regola della potenza:
xndx=xn+1n+1+C,n1\int x^n\,dx = \frac{x^{n+1}}{n+1} + C, \qquad n \ne -1
  • Caso logaritmico:
1xdx=lnx+C\int \frac{1}{x}\,dx = \ln|x| + C
  • Regole per le esponenziali:
exdx=ex+C\int e^x\,dx = e^x + C axdx=axln(a)+C,a>0, a1\int a^x\,dx = \frac{a^x}{\ln(a)} + C, \qquad a > 0,\ a \ne 1
  • Regole trigonometriche di base:
sinxdx=cosx+C\int \sin x\,dx = -\cos x + C cosxdx=sinx+C\int \cos x\,dx = \sin x + C sec2xdx=tanx+C\int \sec^2 x\,dx = \tan x + C 11+x2dx=arctanx+C\int \frac{1}{1+x^2}\,dx = \arctan x + C

Una regola collega la maggior parte di questi esempi: la linearità.

(af(x)+bg(x))dx=af(x)dx+bg(x)dx\int \left(af(x) + bg(x)\right)\,dx = a\int f(x)\,dx + b\int g(x)\,dx

Questo vale per somme e differenze. Non significa che puoi separare un prodotto in integrali distinti.

L’eccezione che molti studenti dimenticano

La regola della potenza non funziona quando n=1n = -1. In quel caso, xn=x1=1xx^n = x^{-1} = \frac{1}{x}, e la primitiva è logaritmica:

1xdx=lnx+C\int \frac{1}{x}\,dx = \ln|x| + C

Scrivere x00\frac{x^0}{0} non avrebbe significato, ed è per questo che questo caso va trattato separatamente.

Esempio svolto con più formule di integrazione

Calcola

(3x24sinx+5ex)dx\int \left(3x^2 - 4\sin x + 5e^x\right)\,dx

Ogni termine corrisponde a una formula standard, quindi usa la linearità e integra un termine alla volta:

3x2dx=x3\int 3x^2\,dx = x^3 4sinxdx=4cosx\int -4\sin x\,dx = 4\cos x 5exdx=5ex\int 5e^x\,dx = 5e^x

Somma i risultati e aggiungi la costante di integrazione:

(3x24sinx+5ex)dx=x3+4cosx+5ex+C\int \left(3x^2 - 4\sin x + 5e^x\right)\,dx = x^3 + 4\cos x + 5e^x + C

Controlla derivando:

ddx(x3+4cosx+5ex+C)=3x24sinx+5ex\frac{d}{dx}\left(x^3 + 4\cos x + 5e^x + C\right) = 3x^2 - 4\sin x + 5e^x

Quest’ultimo passaggio è il modo più rapido per individuare un errore di segno.

Errori comuni con le formule di integrazione

  1. Dimenticare la costante di integrazione. Per gli integrali indefiniti, la risposta deve includere +C+C.
  2. Usare la regola della potenza quando n=1n=-1. x1dx\int x^{-1}\,dx non è un caso della regola della potenza; è lnx+C\ln|x| + C.
  3. Separare un prodotto come se gli integrali si distribuissero rispetto alla moltiplicazione. In generale, f(x)g(x)dx(f(x)dx)(g(x)dx)\int f(x)g(x)\,dx \ne \left(\int f(x)\,dx\right)\left(\int g(x)\,dx\right).
  4. Copiare le formule di derivazione senza invertirle con attenzione. Per esempio, sinxdx\int \sin x\,dx è cosx+C-\cos x + C, non cosx+C\cos x + C.

Quando usare una formula di integrazione

Usa una formula di integrazione diretta quando l’integranda corrisponde già a una forma standard dopo semplici passaggi algebrici. Esempi tipici sono i polinomi, le funzioni trigonometriche di base e le esponenziali semplici.

Se l’integranda non corrisponde a una forma nota, fermati prima di forzare una formula. I prodotti richiedono spesso l’integrazione per parti, mentre le composizioni richiedono spesso la sostituzione.

Prova un esercizio simile

Prova a calcolare (6x2cosx+31+x2)dx\int \left(6x - 2\cos x + \frac{3}{1+x^2}\right)\,dx da solo. Se ogni termine corrisponde a una formula standard e la tua risposta finale, derivata, restituisce l’integranda iniziale, allora stai usando il formulario nel modo corretto.

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