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對(duì)y=1/(1-x^2)求原函數(shù),有三種結(jié)果,哪一種才是正確的?

在三角函數(shù)科普的第二篇文章中(沒有看過前兩期的朋友,我會(huì)在評(píng)論區(qū)放出鏈接),我們知道反雙曲正切函數(shù)artanhx%3D%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7D%20ln%5Cfrac%7B1%2Bx%7D%7B1-x%7D%20(標(biāo)記為A),它的導(dǎo)函數(shù)為%5Cfrac%7B1%7D%7B1-x%5E2%20%7D%20,而反雙曲余切函數(shù)arcothx%3D%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7D%20ln%5Cfrac%7Bx%2B1%7D%7Bx-1%7D%20(標(biāo)記為B),它的導(dǎo)函數(shù)同樣也是%5Cfrac%7B1%7D%7B1-x%5E2%20%7D%20,而如果我們對(duì)%5Cfrac%7B1%7D%7B1-x%5E2%20%7D%20用常規(guī)方法進(jìn)行求原函數(shù),又會(huì)得到另一種結(jié)果%E2%88%AB%5Cfrac%7B1%7D%7B1-x%5E2%7D%20dx%3D%E2%88%AB%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7D%20(%5Cfrac%7B1%7D%7B1-x%7D%20%2B%5Cfrac%7B1%7D%7B1%2Bx%7D%20)dx%3D-%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7D%20ln%5Cvert%201-x%20%5Cvert%20%2B%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7D%20ln%5Cvert%201%2Bx%20%5Cvert%20%3D%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7D%20ln%5Cvert%20%5Cfrac%7B1%2Bx%7D%7B1-x%7D%20%20%5Cvert%20%2Bc(標(biāo)記為C)那么這就拋出了本篇文章的主題,對(duì)%5Cfrac%7B1%7D%7B1-x%5E2%20%7D%20求原函數(shù)的三種結(jié)果A、B、C哪一個(gè)才是正確的呢?


y=1/(1-x^2)圖像

正確答案是C。畫出%5Cfrac%7B1%7D%7B1-x%5E2%20%7D%20的圖像我們可以看出,它的圖像由三段曲線組成,定義域分別是(-%E2%88%9E%2C-1),(-1%2C1)(1%2C%2B%E2%88%9E),而反雙曲正切函數(shù)artanhx%3D%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7D%20ln%5Cfrac%7B1%2Bx%7D%7B1-x%7D%20的定義域?yàn)?img type="latex" class="latex" src="https://api.bilibili.com/x/web-frontend/mathjax/tex?formula=(-1%2C1)" alt="(-1%2C1)">,它的導(dǎo)函數(shù)定義域不能超出這個(gè)區(qū)間范圍,所以%5Cfrac%7B1%7D%7B1-x%5E2%20%7D%20(-1%2C1)這個(gè)區(qū)間上對(duì)應(yīng)的原函數(shù)是artanhx。同理arcothx%3D%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7D%20ln%5Cfrac%7Bx%2B1%7D%7Bx-1%7D%20的定義域?yàn)?img type="latex" class="latex" src="http://api.bilibili.com/x/web-frontend/mathjax/tex?formula=(-%E2%88%9E%2C-1)%5Ccup%20(1%2C%2B%E2%88%9E)" alt="(-%E2%88%9E%2C-1)%5Ccup%20(1%2C%2B%E2%88%9E)">,所以%5Cfrac%7B1%7D%7B1-x%5E2%20%7D%20(-%E2%88%9E%2C-1)%5Ccup%20(1%2C%2B%E2%88%9E)這個(gè)區(qū)間上對(duì)應(yīng)的原函數(shù)是arcothx。因此A和B只是%5Cfrac%7B1%7D%7B1-x%5E2%20%7D%20在定義域部分區(qū)間上的原函數(shù),只有C是覆蓋了%5Cfrac%7B1%7D%7B1-x%5E2%20%7D%20整個(gè)定義域的原函數(shù)。

再舉一個(gè)通俗簡(jiǎn)單的例子,我們?cè)趯?duì)%5Cfrac%7B1%7D%7Bx%7D%20求原函數(shù)時(shí),大家都知道結(jié)果是ln%5Cvert%20x%20%5Cvert%20,為啥要對(duì)結(jié)果加上絕對(duì)值?就是為了讓二者的定義域保持一致,否則如果不加上絕對(duì)值,lnx只是%5Cfrac%7B1%7D%7Bx%7D%20在區(qū)間(0%2C%2B%E2%88%9E)上的原函數(shù),無(wú)法覆蓋%5Cfrac%7B1%7D%7Bx%7D%20整個(gè)定義域。

對(duì)y=1/(1-x^2)求原函數(shù),有三種結(jié)果,哪一種才是正確的?的評(píng)論 (共 條)

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