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正切函数的原函数是多少-明查堂

2025-08-16 22:23:22

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2025-08-16 22:23:22

正切函数的原函数是多少-明查堂】在数学中,求一个函数的原函数是微积分中的基本问题之一。对于正切函数 $ \tan(x) $,其原函数的求解过程需要结合三角函数的性质和积分技巧。本文将对正切函数的原函数进行总结,并以表格形式清晰展示相关结果。

一、正切函数的原函数推导

正切函数 $ \tan(x) $ 的定义为:

$$

\tan(x) = \frac{\sin(x)}{\cos(x)}

$$

为了求其原函数,即求不定积分:

$$

\int \tan(x) \, dx

$$

我们可以使用变量替换法。令 $ u = \cos(x) $,则 $ du = -\sin(x) \, dx $。因此,原式可转化为:

$$

\int \tan(x) \, dx = \int \frac{\sin(x)}{\cos(x)} \, dx = -\int \frac{1}{u} \, du = -\lnu + C = -\ln\cos(x) + C

$$

所以,正切函数的原函数为:

$$

\int \tan(x) \, dx = -\ln\cos(x) + C

$$

也可以表示为:

$$

\int \tan(x) \, dx = \ln\sec(x) + C

$$

因为 $ \sec(x) = \frac{1}{\cos(x)} $,所以两种表达方式等价。

二、正切函数原函数总结表

函数名称 原函数(不定积分) 积分常数 说明
正切函数 $ \tan(x) $ $ -\ln\cos(x) + C $ 适用于所有定义域内的 $ x $,注意 $ \cos(x) \neq 0 $
$ \ln\sec(x) + C $ 与上式等价,表达方式不同

三、注意事项

1. 正切函数的定义域为 $ x \in \mathbb{R} $ 且 $ x \neq \frac{\pi}{2} + k\pi $,其中 $ k $ 为整数。

2. 在这些点之间,正切函数的原函数是连续的。

3. 实际应用中,若需计算定积分,应注意积分区间是否包含正切函数的不连续点。

通过以上分析可以看出,正切函数的原函数并不复杂,但需要注意其定义域和积分常数的存在。希望本文能够帮助读者更好地理解正切函数的积分过程及其结果。

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