Sách toán/Tích phân

Tích phân là một phép toán giải tích tìm diện tích dưới hình của một hàm số toán f(x) .

Loại toán tích phân

Có 2 loại toán tích phân

Loại tích phân	Hình	Công thức
Tích phân hửu hạn		${\int }_a^{b}f(x)dx=F(b)-F(a)$
Tích phân vô hạn		$\int f(x)dx=\underset{\mathrm{\Delta }x\to 0}{lim}\sum (f(x)+\frac{\mathrm{\Delta }f(x)}{2})\mathrm{\Delta }x=F(x)+C$

Tích phân hửu hạn

Tích phân xác định là phép toán giải tích tìm tích phân của hàm số trong một miền xác định

${\int }_a^{b}f(x)dx=F(b)-F(a)$

Luật toán tích phân xác định

	$\underset{a}{\overset{a}{\int }}f(x)dx=0$
	$\underset{a}{\overset{b}{\int }}f(x)dx=-\underset{b}{\overset{a}{\int }}f(x)dx$
	$\underset{a}{\overset{b}{\int }}f(x)dx=\underset{a}{\overset{c}{\int }}f(x)dx+\underset{c}{\overset{b}{\int }}f(x)dx$
	$\underset{a}{\overset{b}{\int }}[f(x)\pm g(x)]dx=\underset{a}{\overset{b}{\int }}f(x)dx\pm \underset{a}{\overset{b}{\int }}g(x)dx$
	$\underset{a}{\overset{b}{\int }}kf(x)dx=k\underset{a}{\overset{b}{\int }}f(x)dx$
	$\underset{a}{\overset{b}{\int }}ndx=nx=nb-na=n(b-a)$

Tính toán tích phân hửu hạn

Toán trung bình

$\frac{1}{b-a}{\int }_a^{b}f(x)dx=\frac{1}{b-a}[F(b)-F(a)]$

Toán căn trung bình

$\sqrt{\frac{1}{b-a}{\int }_a^{b}f(x)dx}=\sqrt{\frac{1}{b-a}[F(b)-F(a)]}$

Tích phân vô hạn

Tích phân bất định là một loại toán giải tích tìm tích phân của hàm số trong một miền không xác định . Phép toán tìm diện tích dưới hình hàm số

Luật toán tích phân bất định

Quy luật	Công thức	Điều kiện
1	$\int adx=ax$
2 Homogeniety	$\int af(x)dx=a\int f(x)dx$
3 Associativity	$\int (f\pm g\pm h\pm \cdots )dx=\int fdx\pm \int gdx\pm \int hdx\pm \cdots$
4 Integration by Parts	${\int }_a^{b}f{g}^{\prime }dx={\left[fg\right]}_a^b-{\int }_a^{b}g{f}^{\prime }dx$
4 General Integration by Parts	$\int f^{(n)}gdx=f^{(n-1)}{g}^{\prime }-f^{(n-2)}{g}^{″}+\dots +(-1{)}^n\int f{g}^{(n)}dx$
5	$\int f(ax)dx=\frac{1}{a}\int f(x)dx$
6 Substitution Rule	$\int g\{f(x)\}dx=\int g(u)\frac{dx}{du}du=\int \frac{g(u)}{f^{\prime }(x)}du$	$u=f(x)$
7	$\int x^{n}dx=\frac{x^{n+1}}{n+1}$	$n\ne -1$
8	$\int \frac{1}{x}dx=\ln |x|$
9	$\int e^{x}dx=e^x$
10	$\int a^{x}dx=\frac{a^x}{\ln |a|}$	$a\ne 1$

Công thức toán tích phân bất định

Tích Phân Hàm Số Thường

	Integral	Value	Remarks
1	$\int cdx$	$cx+C$
2	$\int x^{n}dx$	$\frac{x^{n+1}}{n+1}+C$	$n\ne -1$
3	$\int \frac{1}{x}dx$	$\ln \left|x\right|+C$
4	$\int \frac{1}{a^2+x^2}dx$	$\frac{1}{a}\arctan \frac{x}{a}+C$
5	$\int \frac{1}{\sqrt{a^2-x^2}}dx$	$\arcsin \frac{x}{a}+C$
6	$\int \frac{-1}{\sqrt{a^2-x^2}}dx$	$\arccos \frac{x}{a}+C$
7	$\int \frac{1}{x\sqrt{x^2-a^2}}dx$	$\frac{1}{a}\text{arcsec}\frac{|x|}{a}+C$
8	$\int \ln xdx$	$x\ln x-x+C$
9	$\int {\log }_{b}xdx$	$x{\log }_{b}x-x{\log }_{b}e+C$
10	$\int e^{x}dx$	$e^x+C$
11	$\int a^{x}dx$	$\frac{a^x}{\ln a}+C$
12	$\int \sin xdx$	$-\cos x+C$
13	$\int \cos xdx$	$\sin x+C$
14	$\int \tan xdx$	$-\ln |\cos x|+C$
15	$\int \cot xdx$	$\ln |\sin x|+C$
16	$\int \sec xdx$	$\ln |\sec x+\tan x|+C$
17	$\int \csc xdx$	$-\ln |\csc x+\cot x|+C$
18	$\int {\sec }^{2}xdx$	$\tan x+C$
19	$\int {\csc }^{2}xdx$	$-\cot x+C$
20	$\int \sec x\tan xdx$	$\sec x+C$
21	$\int \csc x\cot xdx$	$-\csc x+C$
22	$\int {\sin }^{2}xdx$	$\frac{1}{2}(x-\sin x\cos x)+C$
23	$\int {\cos }^{2}xdx$	$\frac{1}{2}(x+\sin x\cos x)+C$
24	$\int {\sin }^{n}xdx$	$-\frac{{\sin }^{n-1}x\cos x}{n}+\frac{n-1}{n}\int {\sin }^{n-2}xdx$
25	$\int {\cos }^{n}xdx$	$-\frac{{\cos }^{n-1}x\sin x}{n}+\frac{n-1}{n}\int {\cos }^{n-2}xdx$
26	$\int \arctan xdx$	$x\arctan x-\frac{1}{2}\ln |1+x^2|+C$
27	$\int \sinh xdx$	$\cosh x+C$
28	$\int \cosh xdx$	$\sinh x+C$
29	$\int \tanh xdx$	$\ln |\cosh x|+C$
30	$\int \text{csch}xdx$	$\ln |\tanh \frac{x}{2}|+C$
31	$\int \text{sech}xdx$	$\arctan (\sinh x)+C$
32	$\int \coth xdx$	$\ln |\sinh x|+C$

Tích Phân Hàm Số Hyperboly

Dưới đây là danh sách tích phân với hàm hypebolic.

$\int \sinh cxdx=\frac{1}{c}\cosh cx$

$\int \cosh cxdx=\frac{1}{c}\sinh cx$

$\int {\sinh }^{2}cxdx=\frac{1}{4c}\sinh 2cx-\frac{x}{2}$

$\int {\cosh }^{2}cxdx=\frac{1}{4c}\sinh 2cx+\frac{x}{2}$

$\int {\sinh }^{n}cxdx=\frac{1}{cn}{\sinh }^{n-1}cx\cosh cx-\frac{n-1}{n}\int {\sinh }^{n-2}cxdx\text{( }n>0\text{)}$

hay: $\int {\sinh }^{n}cxdx=\frac{1}{c(n+1)}{\sinh }^{n+1}cx\cosh cx-\frac{n+2}{n+1}\int {\sinh }^{n+2}cxdx\text{( }n<0\text{, }n\ne -1\text{)}$

$\int {\cosh }^{n}cxdx=\frac{1}{cn}\sinh cx{\cosh }^{n-1}cx+\frac{n-1}{n}\int {\cosh }^{n-2}cxdx\text{( }n>0\text{)}$

hay: $\int {\cosh }^{n}cxdx=-\frac{1}{c(n+1)}\sinh cx{\cosh }^{n+1}cx-\frac{n+2}{n+1}\int {\cosh }^{n+2}cxdx\text{( }n<0\text{, }n\ne -1\text{)}$

$\int \frac{dx}{\sinh cx}=\frac{1}{c}\ln |\tanh \frac{cx}{2}|$

hay: $\int \frac{dx}{\sinh cx}=\frac{1}{c}\ln \left|\frac{\cosh cx-1}{\sinh cx}\right|$

hay: $\int \frac{dx}{\sinh cx}=\frac{1}{c}\ln \left|\frac{\sinh cx}{\cosh cx+1}\right|$

hay: $\int \frac{dx}{\sinh cx}=\frac{1}{c}\ln \left|\frac{\cosh cx-1}{\cosh cx+1}\right|$

$\int \frac{dx}{\cosh cx}=\frac{2}{c}\arctan e^{cx}$

$\int \frac{dx}{{\sinh }^{n}cx}=\frac{\cosh cx}{c(n-1){\sinh }^{n-1}cx}-\frac{n-2}{n-1}\int \frac{dx}{{\sinh }^{n-2}cx}\text{( }n\ne 1\text{)}$

$\int \frac{dx}{{\cosh }^{n}cx}=\frac{\sinh cx}{c(n-1){\cosh }^{n-1}cx}+\frac{n-2}{n-1}\int \frac{dx}{{\cosh }^{n-2}cx}\text{( }n\ne 1\text{)}$

$\int \frac{{\cosh }^{n}cx}{{\sinh }^{m}cx}dx=\frac{{\cosh }^{n-1}cx}{c(n-m){\sinh }^{m-1}cx}+\frac{n-1}{n-m}\int \frac{{\cosh }^{n-2}cx}{{\sinh }^{m}cx}dx\text{( }m\ne n\text{)}$

hay: $\int \frac{{\cosh }^{n}cx}{{\sinh }^{m}cx}dx=-\frac{{\cosh }^{n+1}cx}{c(m-1){\sinh }^{m-1}cx}+\frac{n-m+2}{m-1}\int \frac{{\cosh }^{n}cx}{{\sinh }^{m-2}cx}dx\text{( }m\ne 1\text{)}$

hay: $\int \frac{{\cosh }^{n}cx}{{\sinh }^{m}cx}dx=-\frac{{\cosh }^{n-1}cx}{c(m-1){\sinh }^{m-1}cx}+\frac{n-1}{m-1}\int \frac{{\cosh }^{n-2}cx}{{\sinh }^{m-2}cx}dx\text{( }m\ne 1\text{)}$

$\int \frac{{\sinh }^{m}cx}{{\cosh }^{n}cx}dx=\frac{{\sinh }^{m-1}cx}{c(m-n){\cosh }^{n-1}cx}+\frac{m-1}{m-n}\int \frac{{\sinh }^{m-2}cx}{{\cosh }^{n}cx}dx\text{( }m\ne n\text{)}$

hay: $\int \frac{{\sinh }^{m}cx}{{\cosh }^{n}cx}dx=\frac{{\sinh }^{m+1}cx}{c(n-1){\cosh }^{n-1}cx}+\frac{m-n+2}{n-1}\int \frac{{\sinh }^{m}cx}{{\cosh }^{n-2}cx}dx\text{( }n\ne 1\text{)}$

hay: $\int \frac{{\sinh }^{m}cx}{{\cosh }^{n}cx}dx=-\frac{{\sinh }^{m-1}cx}{c(n-1){\cosh }^{n-1}cx}+\frac{m-1}{n-1}\int \frac{{\sinh }^{m-2}cx}{{\cosh }^{n-2}cx}dx\text{( }n\ne 1\text{)}$

$\int x\sinh cxdx=\frac{1}{c}x\cosh cx-\frac{1}{c^2}\sinh cx$

$\int x\cosh cxdx=\frac{1}{c}x\sinh cx-\frac{1}{c^2}\cosh cx$

$\int \tanh cxdx=\frac{1}{c}\ln |\cosh cx|$

$\int \coth cxdx=\frac{1}{c}\ln |\sinh cx|$

$\int {\tanh }^{n}cxdx=-\frac{1}{c(n-1)}{\tanh }^{n-1}cx+\int {\tanh }^{n-2}cxdx\text{( }n\ne 1\text{)}$

$\int {\coth }^{n}cxdx=-\frac{1}{c(n-1)}{\coth }^{n-1}cx+\int {\coth }^{n-2}cxdx\text{( }n\ne 1\text{)}$

$\int \sinh bx\sinh cxdx=\frac{1}{b^2-c^2}(b\sinh cx\cosh bx-c\cosh cx\sinh bx)\text{( }{b}^2\ne c^2\text{)}$

$\int \cosh bx\cosh cxdx=\frac{1}{b^2-c^2}(b\sinh bx\cosh cx-c\sinh cx\cosh bx)\text{( }{b}^2\ne c^2\text{)}$

$\int \cosh bx\sinh cxdx=\frac{1}{b^2-c^2}(b\sinh bx\sinh cx-c\cosh bx\cosh cx)\text{( }{b}^2\ne c^2\text{)}$

$\int \sinh (ax+b)\sin (cx+d)dx=\frac{a}{a^2+c^2}\cosh (ax+b)\sin (cx+d)-\frac{c}{a^2+c^2}\sinh (ax+b)\cos (cx+d)$

$\int \sinh (ax+b)\cos (cx+d)dx=\frac{a}{a^2+c^2}\cosh (ax+b)\cos (cx+d)+\frac{c}{a^2+c^2}\sinh (ax+b)\sin (cx+d)$

$\int \cosh (ax+b)\sin (cx+d)dx=\frac{a}{a^2+c^2}\sinh (ax+b)\sin (cx+d)-\frac{c}{a^2+c^2}\cosh (ax+b)\cos (cx+d)$

$\int \cosh (ax+b)\cos (cx+d)dx=\frac{a}{a^2+c^2}\sinh (ax+b)\cos (cx+d)+\frac{c}{a^2+c^2}\cosh (ax+b)\sin (cx+d)$

Tích Phân Hàm Số Hyperboly Ngược

Dưới đây là danh sách các tích phân với hàm hypebolic ngược.

$\int \mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{s}\mathrm{i}\mathrm{n}\mathrm{h}\frac{x}{c}dx=x\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{s}\mathrm{i}\mathrm{n}\mathrm{h}\frac{x}{c}-\sqrt{x^2+c^2}$

$\int \mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{s}\mathrm{h}\frac{x}{c}dx=x\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{s}\mathrm{h}\frac{x}{c}-\sqrt{x^2-c^2}$

$\int \mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{t}\mathrm{a}\mathrm{n}\mathrm{h}\frac{x}{c}dx=x\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{t}\mathrm{a}\mathrm{n}\mathrm{h}\frac{x}{c}+\frac{c}{2}\ln |c^2-x^2|\text{( }|x|<|c|\text{)}$

$\int \mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{t}\mathrm{h}\frac{x}{c}dx=x\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{t}\mathrm{h}\frac{x}{c}+\frac{c}{2}\ln |x^2-c^2|\text{( }|x|>|c|\text{)}$

$\int \mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{s}\mathrm{e}\mathrm{c}\mathrm{h}\frac{x}{c}dx=x\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{s}\mathrm{e}\mathrm{c}\mathrm{h}\frac{x}{c}-c\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{c}\mathrm{t}\mathrm{a}\mathrm{n}\frac{x\sqrt{\frac{c-x}{c+x}}}{x-c}\text{( }x\in (0,c)\text{)}$

$\int \mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{c}\mathrm{s}\mathrm{c}\mathrm{h}\frac{x}{c}dx=x\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{c}\mathrm{s}\mathrm{c}\mathrm{h}\frac{x}{c}+c\ln \frac{x+\sqrt{x^2+c^2}}{c}\text{( }x\in (0,c)\text{)}$

Tích phân hàm số Logarit

Dưới đây là danh sách tích phân với hàm lôgarít.

Chú ý: bài này quy ước x>0.

$\int \ln cxdx=x\ln cx-x$

• $\int (\ln x{)}^{2}dx=x(\ln x{)}^2-2x\ln x+2x$

• $\int (\ln cx{)}^{n}dx=x(\ln cx{)}^n-n\int (\ln cx{)}^{n-1}dx$

• $\int \frac{dx}{\ln x}=\ln |\ln x|+\ln x+\sum _{i=2}^{\mathrm{\infty }}\frac{(\ln x{)}^i}{i\cdot i!}$

• $\int \frac{dx}{(\ln x{)}^n}=-\frac{x}{(n-1)(\ln x{)}^{n-1}}+\frac{1}{n-1}\int \frac{dx}{(\ln x{)}^{n-1}}\text{( }n\ne 1\text{)}$

• $\int x^m\ln xdx=x^{m+1}(\frac{\ln x}{m+1}-\frac{1}{(m+1{)}^2})\text{( }m\ne -1\text{)}$

• $\int x^m(\ln x{)}^{n}dx=\frac{x^{m+1}(\ln x{)}^n}{m+1}-\frac{n}{m+1}\int x^m(\ln x{)}^{n-1}dx\text{( }m\ne -1\text{)}$

• $\int \frac{(\ln x{)}^{n}dx}{x}=\frac{(\ln x{)}^{n+1}}{n+1}\text{( }n\ne -1\text{)}$

• $\int \frac{\ln xdx}{x^m}=-\frac{\ln x}{(m-1)x^{m-1}}-\frac{1}{(m-1{)}^2{x}^{m-1}}\text{( }m\ne 1\text{)}$

• $\int \frac{(\ln x{)}^{n}dx}{x^m}=-\frac{(\ln x{)}^n}{(m-1)x^{m-1}}+\frac{n}{m-1}\int \frac{(\ln x{)}^{n-1}dx}{x^m}\text{( }m\ne 1\text{)}$

• $\int \frac{x^{m}dx}{(\ln x{)}^n}=-\frac{x^{m+1}}{(n-1)(\ln x{)}^{n-1}}+\frac{m+1}{n-1}\int \frac{x^{m}dx}{(\ln x{)}^{n-1}}\text{( }n\ne 1\text{)}$

• $\int \frac{dx}{x\ln x}=\ln |\ln x|$

• $\int \frac{dx}{x^n\ln x}=\ln |\ln x|+\sum _{i=1}^{\mathrm{\infty }}(-1{)}^i\frac{(n-1{)}^i(\ln x{)}^i}{i\cdot i!}$

• $\int \frac{dx}{x(\ln x{)}^n}=-\frac{1}{(n-1)(\ln x{)}^{n-1}}\text{( }n\ne 1\text{)}$

• $\int \sin (\ln x)dx=\frac{x}{2}(\sin (\ln x)-\cos (\ln x))$

• $\int \cos (\ln x)dx=\frac{x}{2}(\sin (\ln x)+\cos (\ln x))$

Tích phân hàm số mũ

Dưới đây là danh sách các tích phân với hàm mũ.

$\int e^{cx}dx=\frac{1}{c}{e}^{cx}$

$\int a^{cx}dx=\frac{1}{c\ln a}{a}^{cx}\text{( }a>0,a\ne 1\text{)}$

$\int x{e}^{cx}dx=\frac{e^{cx}}{c^2}(cx-1)$

$\int x^2{e}^{cx}dx=e^{cx}(\frac{x^2}{c}-\frac{2x}{c^2}+\frac{2}{c^3})$

$\int x^n{e}^{cx}dx=\frac{1}{c}{x}^n{e}^{cx}-\frac{n}{c}\int x^{n-1}{e}^{cx}dx$

$\int \frac{e^{cx}dx}{x}=\ln |x|+\sum _{i=1}^{\mathrm{\infty }}\frac{(cx{)}^i}{i\cdot i!}$

$\int \frac{e^{cx}dx}{x^n}=\frac{1}{n-1}(-\frac{e^{cx}}{x^{n-1}}+c\int \frac{e^{cx}}{x^{n-1}}dx)\text{( }n\ne 1\text{)}$

$\int e^{cx}\ln xdx=\frac{1}{c}{e}^{cx}\ln |x|-\mathrm{Ei}(cx)$

$\int e^{cx}\sin bxdx=\frac{e^{cx}}{c^2+b^2}(c\sin bx-b\cos bx)$

$\int e^{cx}\cos bxdx=\frac{e^{cx}}{c^2+b^2}(c\cos bx+b\sin bx)$

$\int e^{cx}{\sin }^{n}xdx=\frac{e^{cx}{\sin }^{n-1}x}{c^2+n^2}(c\sin x-n\cos x)+\frac{n(n-1)}{c^2+n^2}\int e^{cx}{\sin }^{n-2}xdx$

$\int e^{cx}{\cos }^{n}xdx=\frac{e^{cx}{\cos }^{n-1}x}{c^2+n^2}(c\cos x+n\sin x)+\frac{n(n-1)}{c^2+n^2}\int e^{cx}{\cos }^{n-2}xdx$

$\int x{e}^{c{x}^2}dx=\frac{1}{2c}{e}^{c{x}^2}$

$\int \frac{1}{\sigma \sqrt{2\pi }}{e}^{-(x-\mu {)}^2/2{\sigma }^2}dx=\frac{1}{2\sigma }(1+\text{erf}\frac{x-\mu }{\sigma \sqrt{2}})$

$\int e^{x^2}dx=e^{x^2}\left(\sum _{j=0}^{n-1}{c}_{2j}\frac{1}{x^{2j+1}}\right)+(2n-1)c_{2n-2}\int \frac{e^{x^2}}{x^{2n}}dx(n>0),$

với $c_{2j}=\frac{1\cdot 3\cdot 5\cdots (2j-1)}{2^{j+1}}=\frac{2j!}{j!2^{2j+1}}.$

${\int }_{-\mathrm{\infty }}^{\mathrm{\infty }}{e}^{-a{x}^2}dx=\sqrt{\frac{\pi }{a}}$

${\int }_0^{\mathrm{\infty }}{x}^{2n}{e}^{-x^2/a^2}dx=\sqrt{\pi }\frac{(2n)!}{n!}{\left(\frac{a}{2}\right)}^{2n+1}$

Tích phân hàm số lượng giác

Tích phân hàm số sine

$\int \sin axdx=-\frac{1}{a}\cos ax+C$

$\int {\sin }^{2}axdx=\frac{x}{2}-\frac{1}{4a}\sin 2ax+C=\frac{x}{2}-\frac{1}{2a}\sin ax\cos ax+C$

$\int x{\sin }^{2}axdx=\frac{x^2}{4}-\frac{x}{4a}\sin 2ax-\frac{1}{8a^2}\cos 2ax+C$

$\int x^2{\sin }^{2}axdx=\frac{x^3}{6}-(\frac{x^2}{4a}-\frac{1}{8a^3})\sin 2ax-\frac{x}{4a^2}\cos 2ax+C$

$\int \sin b_{1}x\sin b_{2}xdx=\frac{\sin ((b_1-b_2)x)}{2(b_1-b_2)}-\frac{\sin ((b_1+b_2)x)}{2(b_1+b_2)}+C\text{(for }|b_1|\ne |b_2|\text{)}$

$\int {\sin }^{n}axdx=-\frac{{\sin }^{n-1}ax\cos ax}{na}+\frac{n-1}{n}\int {\sin }^{n-2}axdx\text{(for }n>0\text{)}$

$\int \frac{dx}{\sin ax}=\frac{1}{a}\ln |\tan \frac{ax}{2}|+C$

$\int \frac{dx}{{\sin }^{n}ax}=\frac{\cos ax}{a(1-n){\sin }^{n-1}ax}+\frac{n-2}{n-1}\int \frac{dx}{{\sin }^{n-2}ax}\text{(for }n>1\text{)}$

$\int x\sin axdx=\frac{\sin ax}{a^2}-\frac{x\cos ax}{a}+C$

$\int x^n\sin axdx=-\frac{x^n}{a}\cos ax+\frac{n}{a}\int x^{n-1}\cos axdx\text{(for }n>0\text{)}$

${\int }_{\frac{-a}{2}}^{\frac{a}{2}}{x}^2{\sin }^2\frac{n\pi x}{a}dx=\frac{a^3(n^2{\pi }^2-6)}{24n^2{\pi }^2}\text{(for }n=2,4,\mathrm{6...}\text{)}$

$\int \frac{\sin ax}{x}dx=\sum _{n=0}^{\mathrm{\infty }}(-1{)}^n\frac{(ax{)}^{2n+1}}{(2n+1)\cdot (2n+1)!}+C$

$\int \frac{\sin ax}{x^n}dx=-\frac{\sin ax}{(n-1)x^{n-1}}+\frac{a}{n-1}\int \frac{\cos ax}{x^{n-1}}dx$

$\int \frac{dx}{1\pm \sin ax}=\frac{1}{a}\tan (\frac{ax}{2}\mp \frac{\pi }{4})+C$

$\int \frac{xdx}{1+\sin ax}=\frac{x}{a}\tan (\frac{ax}{2}-\frac{\pi }{4})+\frac{2}{a^2}\ln |\cos (\frac{ax}{2}-\frac{\pi }{4})|+C$

$\int \frac{xdx}{1-\sin ax}=\frac{x}{a}\cot (\frac{\pi }{4}-\frac{ax}{2})+\frac{2}{a^2}\ln |\sin (\frac{\pi }{4}-\frac{ax}{2})|+C$

$\int \frac{\sin axdx}{1\pm \sin ax}=\pm x+\frac{1}{a}\tan (\frac{\pi }{4}\mp \frac{ax}{2})+C$

• Tích phân bất định cosine

$\int \cos axdx=\frac{1}{a}\sin ax+C$

$\int {\cos }^{n}axdx=\frac{{\cos }^{n-1}ax\sin ax}{na}+\frac{n-1}{n}\int {\cos }^{n-2}axdx\text{(for }n>0\text{)}$

$\int x\cos axdx=\frac{\cos ax}{a^2}+\frac{x\sin ax}{a}+C$

$\int {\cos }^{2}axdx=\frac{x}{2}+\frac{1}{4a}\sin 2ax+C=\frac{x}{2}+\frac{1}{2a}\sin ax\cos ax+C$

$\int x^2{\cos }^{2}axdx=\frac{x^3}{6}+(\frac{x^2}{4a}-\frac{1}{8a^3})\sin 2ax+\frac{x}{4a^2}\cos 2ax+C$

$\int x^n\cos axdx=\frac{x^n\sin ax}{a}-\frac{n}{a}\int x^{n-1}\sin axdx$

$\int \frac{\cos ax}{x}dx=\ln |ax|+\sum _{k=1}^{\mathrm{\infty }}(-1{)}^k\frac{(ax{)}^{2k}}{2k\cdot (2k)!}+C$

$\int \frac{\cos ax}{x^n}dx=-\frac{\cos ax}{(n-1)x^{n-1}}-\frac{a}{n-1}\int \frac{\sin ax}{x^{n-1}}dx\text{(for }n\ne 1\text{)}$

$\int \frac{dx}{\cos ax}=\frac{1}{a}\ln |\tan (\frac{ax}{2}+\frac{\pi }{4})|+C$

$\int \frac{dx}{{\cos }^{n}ax}=\frac{\sin ax}{a(n-1){\cos }^{n-1}ax}+\frac{n-2}{n-1}\int \frac{dx}{{\cos }^{n-2}ax}\text{(for }n>1\text{)}$

$\int \frac{dx}{1+\cos ax}=\frac{1}{a}\tan \frac{ax}{2}+C$

$\int \frac{dx}{1-\cos ax}=-\frac{1}{a}\cot \frac{ax}{2}+C$

$\int \frac{xdx}{1+\cos ax}=\frac{x}{a}\tan \frac{ax}{2}+\frac{2}{a^2}\ln |\cos \frac{ax}{2}|+C$

$\int \frac{xdx}{1-\cos ax}=-\frac{x}{a}\cot \frac{ax}{2}+\frac{2}{a^2}\ln |\sin \frac{ax}{2}|+C$

$\int \frac{\cos axdx}{1+\cos ax}=x-\frac{1}{a}\tan \frac{ax}{2}+C$

$\int \frac{\cos axdx}{1-\cos ax}=-x-\frac{1}{a}\cot \frac{ax}{2}+C$

$\int \cos a_{1}x\cos a_{2}xdx=\frac{\sin (a_1-a_2)x}{2(a_1-a_2)}+\frac{\sin (a_1+a_2)x}{2(a_1+a_2)}+C\text{(for }|a_1|\ne |a_2|\text{)}$

• Tích phân bất địnhtangent

$\int \tan axdx=-\frac{1}{a}\ln |\cos ax|+C=\frac{1}{a}\ln |\sec ax|+C$

$\int {\tan }^{n}axdx=\frac{1}{a(n-1)}{\tan }^{n-1}ax-\int {\tan }^{n-2}axdx\text{(for }n\ne 1\text{)}$

$\int \frac{dx}{q\tan ax+p}=\frac{1}{p^2+q^2}(px+\frac{q}{a}\ln |q\sin ax+p\cos ax|)+C\text{(for }{p}^2+q^2\ne 0\text{)}$

$\int \frac{dx}{\tan ax}=\frac{1}{a}\ln |\sin ax|+C$

$\int \frac{dx}{\tan ax+1}=\frac{x}{2}+\frac{1}{2a}\ln |\sin ax+\cos ax|+C$

$\int \frac{dx}{\tan ax-1}=-\frac{x}{2}+\frac{1}{2a}\ln |\sin ax-\cos ax|+C$

$\int \frac{\tan axdx}{\tan ax+1}=\frac{x}{2}-\frac{1}{2a}\ln |\sin ax+\cos ax|+C$

$\int \frac{\tan axdx}{\tan ax-1}=\frac{x}{2}+\frac{1}{2a}\ln |\sin ax-\cos ax|+C$

Tích phân bất địnhonly secant

$\int \sec axdx=\frac{1}{a}\ln |\sec ax+\tan ax|+C$

$\int {\sec }^{n}axdx=\frac{{\sec }^{n-1}ax\sin ax}{a(n-1)}+\frac{n-2}{n-1}\int {\sec }^{n-2}axdx\text{ (for }n\ne 1\text{)}$

$\int {\sec }^{n}xdx=\frac{{\sec }^{n-2}x\tan x}{n-1}+\frac{n-2}{n-1}\int {\sec }^{n-2}xdx$

$\int \frac{dx}{\sec x+1}=x-\tan \frac{x}{2}+C$

Tích phân bất định cosecant

$\int \csc axdx=\frac{1}{a}\ln |\csc ax-\cot ax|+C$

$\int {\csc }^{2}xdx=-\cot x+C$

$\int {\csc }^{n}axdx=-\frac{{\csc }^{n-1}ax\cos ax}{a(n-1)}+\frac{n-2}{n-1}\int {\csc }^{n-2}axdx\text{ (for }n\ne 1\text{)}$

Tích phân bất định cotangent

$\int \cot axdx=\frac{1}{a}\ln |\sin ax|+C$

$\int {\cot }^{n}axdx=-\frac{1}{a(n-1)}{\cot }^{n-1}ax-\int {\cot }^{n-2}axdx\text{(for }n\ne 1\text{)}$

$\int \frac{dx}{1+\cot ax}=\int \frac{\tan axdx}{\tan ax+1}$

$\int \frac{dx}{1-\cot ax}=\int \frac{\tan axdx}{\tan ax-1}$

Tích phân bất địnhsine and cosine

$\int \frac{dx}{\cos ax\pm \sin ax}=\frac{1}{a\sqrt{2}}\ln |\tan (\frac{ax}{2}\pm \frac{\pi }{8})|+C$

$\int \frac{dx}{(\cos ax\pm \sin ax{)}^2}=\frac{1}{2a}\tan (ax\mp \frac{\pi }{4})+C$

$\int \frac{dx}{(\cos x+\sin x{)}^n}=\frac{1}{n-1}(\frac{\sin x-\cos x}{(\cos x+\sin x{)}^{n-1}}-2(n-2)\int \frac{dx}{(\cos x+\sin x{)}^{n-2}})$

$\int \frac{\cos axdx}{\cos ax+\sin ax}=\frac{x}{2}+\frac{1}{2a}\ln |\sin ax+\cos ax|+C$

$\int \frac{\cos axdx}{\cos ax-\sin ax}=\frac{x}{2}-\frac{1}{2a}\ln |\sin ax-\cos ax|+C$

$\int \frac{\sin axdx}{\cos ax+\sin ax}=\frac{x}{2}-\frac{1}{2a}\ln |\sin ax+\cos ax|+C$

$\int \frac{\sin axdx}{\cos ax-\sin ax}=-\frac{x}{2}-\frac{1}{2a}\ln |\sin ax-\cos ax|+C$

$\int \frac{\cos axdx}{\sin ax(1+\cos ax)}=-\frac{1}{4a}{\tan }^2\frac{ax}{2}+\frac{1}{2a}\ln |\tan \frac{ax}{2}|+C$

$\int \frac{\cos axdx}{\sin ax(1+-\cos ax)}=-\frac{1}{4a}{\cot }^2\frac{ax}{2}-\frac{1}{2a}\ln |\tan \frac{ax}{2}|+C$

$\int \frac{\sin axdx}{\cos ax(1+\sin ax)}=\frac{1}{4a}{\cot }^2(\frac{ax}{2}+\frac{\pi }{4})+\frac{1}{2a}\ln |\tan (\frac{ax}{2}+\frac{\pi }{4})|+C$

$\int \frac{\sin axdx}{\cos ax(1-\sin ax)}=\frac{1}{4a}{\tan }^2(\frac{ax}{2}+\frac{\pi }{4})-\frac{1}{2a}\ln |\tan (\frac{ax}{2}+\frac{\pi }{4})|+C$

$\int \sin ax\cos axdx=\frac{1}{2a}{\sin }^{2}ax+C$

$\int \sin a_{1}x\cos a_{2}xdx=-\frac{\cos (a_1+a_2)x}{2(a_1+a_2)}-\frac{\cos (a_1-a_2)x}{2(a_1-a_2)}+C\text{(for }|a_1|\ne |a_2|\text{)}$

$\int {\sin }^{n}ax\cos axdx=\frac{1}{a(n+1)}{\sin }^{n+1}ax+C\text{(for }n\ne -1\text{)}$

$\int \sin ax{\cos }^{n}axdx=-\frac{1}{a(n+1)}{\cos }^{n+1}ax+C\text{(for }n\ne -1\text{)}$

$\int {\sin }^{n}ax{\cos }^{m}axdx=-\frac{{\sin }^{n-1}ax{\cos }^{m+1}ax}{a(n+m)}+\frac{n-1}{n+m}\int {\sin }^{n-2}ax{\cos }^{m}axdx\text{(for }m,n>0\text{)}$

also: $\int {\sin }^{n}ax{\cos }^{m}axdx=\frac{{\sin }^{n+1}ax{\cos }^{m-1}ax}{a(n+m)}+\frac{m-1}{n+m}\int {\sin }^{n}ax{\cos }^{m-2}axdx\text{(for }m,n>0\text{)}$

$\int \frac{dx}{\sin ax\cos ax}=\frac{1}{a}\ln |\tan ax|+C$

$\int \frac{dx}{\sin ax{\cos }^{n}ax}=\frac{1}{a(n-1){\cos }^{n-1}ax}+\int \frac{dx}{\sin ax{\cos }^{n-2}ax}\text{(for }n\ne 1\text{)}$

$\int \frac{dx}{{\sin }^{n}ax\cos ax}=-\frac{1}{a(n-1){\sin }^{n-1}ax}+\int \frac{dx}{{\sin }^{n-2}ax\cos ax}\text{(for }n\ne 1\text{)}$

$\int \frac{\sin axdx}{{\cos }^{n}ax}=\frac{1}{a(n-1){\cos }^{n-1}ax}+C\text{(for }n\ne 1\text{)}$

$\int \frac{{\sin }^{2}axdx}{\cos ax}=-\frac{1}{a}\sin ax+\frac{1}{a}\ln |\tan (\frac{\pi }{4}+\frac{ax}{2})|+C$

$\int \frac{{\sin }^{2}axdx}{{\cos }^{n}ax}=\frac{\sin ax}{a(n-1){\cos }^{n-1}ax}-\frac{1}{n-1}\int \frac{dx}{{\cos }^{n-2}ax}\text{(for }n\ne 1\text{)}$

$\int \frac{{\sin }^{n}axdx}{\cos ax}=-\frac{{\sin }^{n-1}ax}{a(n-1)}+\int \frac{{\sin }^{n-2}axdx}{\cos ax}\text{(for }n\ne 1\text{)}$

$\int \frac{{\sin }^{n}axdx}{{\cos }^{m}ax}=\frac{{\sin }^{n+1}ax}{a(m-1){\cos }^{m-1}ax}-\frac{n-m+2}{m-1}\int \frac{{\sin }^{n}axdx}{{\cos }^{m-2}ax}\text{(for }m\ne 1\text{)}$

also: $\int \frac{{\sin }^{n}axdx}{{\cos }^{m}ax}=-\frac{{\sin }^{n-1}ax}{a(n-m){\cos }^{m-1}ax}+\frac{n-1}{n-m}\int \frac{{\sin }^{n-2}axdx}{{\cos }^{m}ax}\text{(for }m\ne n\text{)}$

also: $\int \frac{{\sin }^{n}axdx}{{\cos }^{m}ax}=\frac{{\sin }^{n-1}ax}{a(m-1){\cos }^{m-1}ax}-\frac{n-1}{m-1}\int \frac{{\sin }^{n-2}axdx}{{\cos }^{m-2}ax}\text{(for }m\ne 1\text{)}$

$\int \frac{\cos axdx}{{\sin }^{n}ax}=-\frac{1}{a(n-1){\sin }^{n-1}ax}+C\text{(for }n\ne 1\text{)}$

$\int \frac{{\cos }^{2}axdx}{\sin ax}=\frac{1}{a}(\cos ax+\ln |\tan \frac{ax}{2}|)+C$

$\int \frac{{\cos }^{2}axdx}{{\sin }^{n}ax}=-\frac{1}{n-1}(\frac{\cos ax}{a{\sin }^{n-1}ax)}+\int \frac{dx}{{\sin }^{n-2}ax})\text{(for }n\ne 1\text{)}$

$\int \frac{{\cos }^{n}axdx}{{\sin }^{m}ax}=-\frac{{\cos }^{n+1}ax}{a(m-1){\sin }^{m-1}ax}-\frac{n-m-2}{m-1}\int \frac{{\cos }^{n}axdx}{{\sin }^{m-2}ax}\text{(for }m\ne 1\text{)}$

also: $\int \frac{{\cos }^{n}axdx}{{\sin }^{m}ax}=\frac{{\cos }^{n-1}ax}{a(n-m){\sin }^{m-1}ax}+\frac{n-1}{n-m}\int \frac{{\cos }^{n-2}axdx}{{\sin }^{m}ax}\text{(for }m\ne n\text{)}$

also: $\int \frac{{\cos }^{n}axdx}{{\sin }^{m}ax}=-\frac{{\cos }^{n-1}ax}{a(m-1){\sin }^{m-1}ax}-\frac{n-1}{m-1}\int \frac{{\cos }^{n-2}axdx}{{\sin }^{m-2}ax}\text{(for }m\ne 1\text{)}$

• Tích phân bất định sine and tangent

$\int \sin ax\tan axdx=\frac{1}{a}(\ln |\sec ax+\tan ax|-\sin ax)+C$

$\int \frac{{\tan }^{n}axdx}{{\sin }^{2}ax}=\frac{1}{a(n-1)}{\tan }^{n-1}(ax)+C\text{(for }n\ne 1\text{)}$

• Tích phân bất định cosine and tangent

$\int \frac{{\tan }^{n}axdx}{{\cos }^{2}ax}=\frac{1}{a(n+1)}{\tan }^{n+1}ax+C\text{(for }n\ne -1\text{)}$

• Tích phân bất định sine and cotangent

$\int \frac{{\cot }^{n}axdx}{{\sin }^{2}ax}=\frac{1}{a(n+1)}{\cot }^{n+1}ax+C\text{(for }n\ne -1\text{)}$

• Tích phân bất địnhcosine and cotangent

$\int \frac{{\cot }^{n}axdx}{{\cos }^{2}ax}=\frac{1}{a(1-n)}{\tan }^{1-n}ax+C\text{(for }n\ne 1\text{)}$

• Tích phân bất định

${\int }_{-c}^c\sin xdx=0$

${\int }_{-c}^c\cos xdx=2{\int }_0^c\cos xdx=2{\int }_{-c}^0\cos xdx=2\sin c$

${\int }_{-c}^c\tan xdx=0$

${\int }_{\frac{-a}{2}}^{\frac{a}{2}}{x}^2{\cos }^2\frac{n\pi x}{a}dx=\frac{a^3(n^2{\pi }^2-6)}{24n^2{\pi }^2}\text{(for }n=1,3,\mathrm{5...}\text{)}$

Tích phân hàm lượng giác ngược

Dưới đây là danh sách các tích phân với hàm lượng giác ngược.

$\int \arcsin \frac{x}{c}dx=x\arcsin \frac{x}{c}+\sqrt{c^2-x^2}$

$\int x\arcsin \frac{x}{c}dx=(\frac{x^2}{2}-\frac{c^2}{4})\arcsin \frac{x}{c}+\frac{x}{4}\sqrt{c^2-x^2}$

$\int x^2\arcsin \frac{x}{c}dx=\frac{x^3}{3}\arcsin \frac{x}{c}+\frac{x^2+2c^2}{9}\sqrt{c^2-x^2}$

$\int x^n{\sin }^{-1}xdx=\frac{1}{n+1}(x^{n+1}{\sin }^{-1}x$

$+\frac{x^n\sqrt{1-x^2}-n{x}^{n-1}{\sin }^{-1}x}{n-1}+n\int x^{n-2}{\sin }^{-1}xdx)$

$\int \arccos \frac{x}{c}dx=x\arccos \frac{x}{c}-\sqrt{c^2-x^2}$

$\int x\arccos \frac{x}{c}dx=(\frac{x^2}{2}-\frac{c^2}{4})\arccos \frac{x}{c}-\frac{x}{4}\sqrt{c^2-x^2}$

$\int x^2\arccos \frac{x}{c}dx=\frac{x^3}{3}\arccos \frac{x}{c}-\frac{x^2+2c^2}{9}\sqrt{c^2-x^2}$

$\int \arctan \frac{x}{c}dx=x\arctan \frac{x}{c}-\frac{c}{2}\ln (c^2+x^2)$

$\int x\arctan \frac{x}{c}dx=\frac{c^2+x^2}{2}\arctan \frac{x}{c}-\frac{cx}{2}$

$\int x^2\arctan \frac{x}{c}dx=\frac{x^3}{3}\arctan \frac{x}{c}-\frac{c{x}^2}{6}+\frac{c^3}{6}\ln c^2+x^2$

$\int x^n\arctan \frac{x}{c}dx=\frac{x^{n+1}}{n+1}\arctan \frac{x}{c}-\frac{c}{n+1}\int \frac{x^{n+1}dx}{c^2+x^2}\text{( }n\ne 1\text{)}$

$\int \mathrm{arcsec}\frac{x}{c}dx=x\mathrm{arcsec}\frac{x}{c}+\frac{x}{c|x|}\ln |x\pm \sqrt{x^2-1}|$

$\int x\mathrm{arcsec}xdx=\frac{1}{2}(x^2\mathrm{arcsec}x-\sqrt{x^2-1})$

$\int x^n\mathrm{arcsec}xdx=\frac{1}{n+1}(x^{n+1}\mathrm{arcsec}x-\frac{1}{n}(x^{n-1}\sqrt{x^2-1}$

$+(1-n)(x^{n-1}\mathrm{arcsec}x+(1-n)\int x^{n-2}\mathrm{arcsec}xdx)))$

$\int \mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{c}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{t}\frac{x}{c}dx=x\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{c}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{t}\frac{x}{c}+\frac{c}{2}\ln (c^2+x^2)$

$\int x\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{c}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{t}\frac{x}{c}dx=\frac{c^2+x^2}{2}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{c}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{t}\frac{x}{c}+\frac{cx}{2}$

$\int x^2\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{c}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{t}\frac{x}{c}dx=\frac{x^3}{3}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{c}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{t}\frac{x}{c}+\frac{c{x}^2}{6}-\frac{c^3}{6}\ln (c^2+x^2)$

$\int x^n\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{c}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{t}\frac{x}{c}dx=\frac{x^{n+1}}{n+1}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{c}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{t}\frac{x}{c}+\frac{c}{n+1}\int \frac{x^{n+1}dx}{c^2+x^2}\text{( }n\ne 1\text{)}$

Hoán chuyển tích phân

Phép toán giải tích của một tích phân xác định dùng trong việc Hoán chuyển hệ tóan bao gồm 2 lọai hóan chuyển Hoán chuyển Laplace và Hoán chuyển Fourier

Hoán chuyển Laplace

Hoán chuyển Laplace là phép toán tích phân dùng trong việc hoán chuyển hệ thời gian t sang hệ Laplace s dùng công thức sau

$ℒ\{f(t)\}=F(s)=\underset{0^{-}}{\overset{\mathrm{\infty }}{\int }}f(t)e^{-st}dt$

Biến đổi Laplace ngược giúp chúng ta tìm lại hàm gốc f(t) từ hàm ảnh F(s)

${ℒ}^{-1}\{F(s)\}=f(t)=\frac{1}{2\pi i}{\int }_{\gamma -i\mathrm{\infty }}^{\gamma +i\mathrm{\infty }}{e}^{st}F(s)ds$

Hoán Chuyển Fourier

Phép biến đổi Fourier là cách tiếp cận miền tần số cho các tín hiệu thời gian liên tục bất kể hệ thống có ổn định hay không ổn định. Phép biến đổi Laplace của hàm số f(t), được định nghĩa cho tất cả số thực t ≥ 0, là hàm số F(jω), Đó là một biến đổi đơn phương được định nghĩa bởi:

$ℒ\{f(t)\}=F(s)=\underset{0^{-}}{\overset{\mathrm{\infty }}{\int }}f(t)e^{-j\omega t}dt$

Trong đó

$s$ là biến số phức cho bởi $s=\sigma +j\omega$

$s$ là miền tần số và có đơn vị là nghịch đảo của giây (second) $s^{-1}$

Ứng dụng

Hoán Chuyển Laplace

Hàm số hệ thời gian	Hàm số tương dương hệ số Laplace	Hàm số tương dương hệ số Fourier
$f(t)-->F(s)$	$ℒ\{f(t)\}=F(s)=\underset{0^{-}}{\overset{\mathrm{\infty }}{\int }}f(t)e^{-st}dt$	$ℒ\{f(t)\}=F(s)=\underset{0^{-}}{\overset{\mathrm{\infty }}{\int }}f(t)e^{-j\omega t}dt$
$\frac{d^n}{d{t}^n}f(t)$	$s^{n}f(t)$	$j{\omega }^{n}f(t)$
${\int }^{n}f(t)d{t}^n$	$-s^{n}f(t)$	$-j{\omega }^{n}f(t)$

Thí dụ

Công cụ điện	Hàm số hệ thời gian	Hàm số tương dương hệ số Laplace
Điện thế tụ điện	$v_C=\frac{1}{C}\int i(t)dt$	$-\frac{1}{C}si(t)$
Dòng điện tụ điện	$i_C=C\frac{d}{dt}v(t)$	$sCv(t)$
Điện thế cuộn từ	$v_L=L\frac{d}{dt}i(t)dt$	$sLi(t)$
Dòng điện cuộn từ	$i_L=\frac{1}{L}\int v(t)$	$-\frac{1}{L}sv(t)$