积分的四则运算法则及常用公式如下:
线性法则
如果一个函数 $f(x)$ 可积,那么它乘以一个常数 $k$ 后仍然可积,即 $\int kf(x) \, dx = k \int f(x) \, dx$。
如果函数 $f(x)$ 和 $g(x)$ 都可积,那么它们的和与差也可积,即 $\int [f(x) \pm g(x)] \, dx = \int f(x) \, dx \pm \int g(x) \, dx$。
常数倍数法则
常数可以提到积分号前,即 $\int kf(x) \, dx = k \int f(x) \, dx$。
幂函数法则
对于形如 $x^n$ 的幂函数,其不定积分为 $\int x^n \, dx = \frac{x^{n+1}}{n+1} + C$,其中 $n \neq -1$。
三角函数法则
$\int \sin x \, dx = -\cos x + C$
$\int \cos x \, dx = \sin x + C$
$\int \tan x \, dx = -\ln| \cos x | + C$
$\int \sec^2 x \, dx = \tan x + C$。
指数函数法则
$\int e^x \, dx = e^x + C$。
对数函数法则
$\int \frac{1}{x} \, dx = \ln|x| + C$。
换元积分法
通过引入一个新的变量来替换原来的变量,从而将复杂的积分转化为较为简单的积分形式。换元积分法又分为第一类换元法(凑微分法)和第二类换元法。
分部积分法
若 $u(x)$ 与 $v(x)$ 可导,且 $\int u'(x)v(x) \, dx$ 存在,则 $\int u(x)v'(x) \, dx$ 也存在,并有 $\int u(x)v'(x) \, dx = u(x)v(x) - \int u'(x)v(x) \, dx$,可简写为 $\int u \, dv = uv - \int v \, du$。
这些法则和公式是积分运算的基础,掌握这些可以帮助解决更复杂的积分问题。