 
        
        zanyatie_KhT_3_10aprelya
.pdf 
Занятие по математике для группы 1ХТ-19Д: 10 апреля
0.1Интегрирование тригонометрических выражений
∫ ∫ ∫
1. Интегралы вида sin x cos x dx; sin x sin x dx; cos x cos x dx; в которых подын-
тегральное выражение есть произведение двух тригонометрических функций, вычисляются с помощью следующих равенств
| sin x cos x = | 1 | 
 | ( sin ( + ) + sin ( )); | 
 | 
 | 
 | |||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||
| 2 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||||||
| sin x sin x = | 1 | 
 | 
 | ( cos ( ) cos ( + )); | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||
| 2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||||
| cos x cos x = | 1 | ( cos ( ) + cos ( + )); | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||||
| 2 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||||||
| заменяющих произведение тригонометрических функций на сумму. | 
 | ||||||||||||||||||
| Пример. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 1 | 
 | 
 | |
| ∫ sin 3x sin 5x dx = ∫ | 
 | ( cos (3x 5x) cos (3x + 5x)) dx = | 
 | ∫ | cos 2x cos 8x dx = | ||||||||||||||
| 2 | 2 | ||||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 1 | 
 | 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | = | 
 | sin 2x | 
 | 
 | sin 8x + c: | 
 | 
 | 
 | 
| 2. Интегралы вида ∫ | 
 | 
 | 4 | 16 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||
| R(sin x; cos x) dx; где R – рациональная функция двух переменных: | |||||||||||||||||||
| R(u; v) = | 
 | P (u; v) | ; | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||
| 
 | 
 | Q(u; v) | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||
| 
 | 
 | n | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | m | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | ∑ | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ∑ | 
 | 
 | 
 | |||
| P (u; v) = | 
 | ai;kuivk; | Q(u; v) = | aj;suj vs: | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||
| 
 | i;k=1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | j;s=1 | 
 | 
 | 
 | ||||
Ниже приведены три частных случая для интегралов этого типа и соответствующей замены переменной, после которой интеграл преобразуется в интеграл от рациональной
| функции. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | I случай. Пусть | R( sin x; cos x) R(sin x; cos x); то есть R нечётна по первому аргу- | |||||||||||||||||||||||||||||||
| 
 | 
 | полагаем t = cos x: | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||
| менту, тогда | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | sin3 x | dx = | 
 | 
 | 
 | sin2 x d(cos x) | = [t = cos x] = | 
 | 
 | 
 | 
 | 1 t2 | dt = | 
 | 1 | 
 | 1 | dt = | ||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ∫ | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ∫ | 
 | ∫ t2 | 
 | |||||||||||||||||||
| Пример. ∫ cos4 x | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | cos4 x | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | t4 | t4 | |||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 1 | 
 | 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 1 | 
 | 
 | 
 | 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | = | 
 | 
 | + | 
 | + c = | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | + c: | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | t | 3t3 | 
 | 3 cos3 x | cos x | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||||||||
| 
 | II случай. Пусть | R(sin x; cos x) R(sin x; cos x); то есть R нечётна по второму ар- | |||||||||||||||||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | полагаем t = sin x: | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||
| гументу, тогда | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||
| Пример.∫ | 
 | 
 | sin 2x | dx = ∫ | 
 | 2 sin x cos x | 
 | 
 | ∫ | sin x d(sin x) | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | dx = 2 | 
 | 
 | 
 | 
 | = [t = sin x] = | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||||||||||
| 1 + sin x | 
 | 
 | 
 | 1 + sin x | 
 | 1 + sin x | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
 
| 
 | 
 | 
 | ∫ | t dt | ∫ | 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 2 ln jt + 1j + c = 2 sin x ln(sin x + 1)2 + c: | |||||||||||||||||||||||
| = 2 | 
 | 
 | 
 | = 2 | 1 | 
 | 
 | dt = 2t | ||||||||||||||||||||||||||
| 1 + t | t + 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 
 | III случай. Пусть | R( sin x; cos x) R(sin x; cos x), тогда полагаем t = tg x или t = | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| ctg x: | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| Пример.∫ | 
 | 
 | dx | 
 | 
 | = ∫ | (tg x) | 
 | 
 | 
 | ∫ | 
 | 
 | dt | 
 | 
 | 
 | = ∫ | (1 + t2)2 | |||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | d | = [t = tg x] = | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | dt = | ||||||||||||||||||
| sin4 x cos2 x | sin4 x | 
 | 1 | 
 | 
 | 1 | ) | 2 | 
 | t4 | ||||||||||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 2 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 1 | 
 | 1 | 
 | 
 | 
 | 2 | 
 | 1 | 
 | ( | 
 | 1+t | 
 | 
 | 
 | 1 | 
 | 
 | |||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ctg3 x + c: | |||||||||||||||
| 
 | = | 
 | 
 | 2 | 
 | + t + c = tg x | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | + c = tg x | 2 ctg x | 
 | ||||||||||||||||||||
| 
 | 3t3 | t | tg x | 
 | 3 tg3 x | 3 | ||||||||||||||||||||||||||||
IV Универсальная подстановка.
Если интеграл от дроби R(sin x; cos x) не относится к одному из описанных случаев, то подынтегральную функцию можно привести к рациональной с помощью универсальной подстановки
Пример.
∫
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | t = tg x | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| dx | 
 | 
 | x = 2 arctg t | 
 | 
 | 
 | 
 | 2 | 
 | dt | 
 | 
 | 
 | 2dt | ||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 1+t2 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | dx = | 
 | 2 | 
 | 
 | dt | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||
| 
 | 
 | = | 
 | 
 | = | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | = | 
 | 
 | = | ||||||||||
| 
 | 
 | 1+t2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 2t | 
 | 
 | 2 | 
 | ||||||||||||||||||
| 1 + sin x + cos x | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 2t | 
 | 
 | 1 + | 
 | 
 | + | 1 t2 | 
 | 
 | 2t + 2 | |||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 2 | |||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | sin x = | 
 | 1+t2 | 
 | ∫ | 1+t | 
 | 1+t | ∫ | ||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 1 | 
 | t2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | cos x = | 
 | 
 | 
 | 2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 1+t | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| = ∫ | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | dt | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | + c = ln tg | x | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||
| 
 | t + 1 = ln jt + 1j | 2 + 1 + c: | 
 | 
 | 
 | |||||||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
2
 
Задания для аудиторной работы.
Найти интегралы:
∫
1: sin 10x sin 15x dx:
| 4: ∫ | cos x cos2 3x dx: | 
 | |||||
| 7: ∫ | cos3 x dx : | 
 | 
 | 
 | |||
| 10: ∫ | 
 | dx | : | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | tg x cos 2x | 
 | |||||
| 13: ∫ | 
 | sin2 x dx | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | : | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 1 tg x | 
 | 
 | 
 | |||
| 16: ∫ | 
 | cos x dx | 
 | 
 | : | ||
| 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | sin3 x cos3 x | ||||||
| 19: ∫ | tg3 x dx: | 
 | 
 | 
 | |||
∫
2: cos x2 cos x3 dx:
∫
5: sin x sin 2x sin 3x dx:
∫
8: sin5 x dx:
| 11: ∫ | dx | 
 | |
| 
 | : | 
 | |
| 1 + tg x | 
 | ||
| 14: ∫ | dx | : | |
| 
 | |||
| (sin x + 2 sec x)2 | |||
∫p
| 
 | tg x | |
| 17: | 
 | dx : | 
| sin x cos x | ||
Домашнее задание.
| 3: ∫ | 
 | 
 | 
 | x | 
 | 2x | 
 | 
 | ||||||
| sin | 
 | 
 | 
 | sin | 
 | 
 | 
 | 
 | dx: | 
 | 
 | |||
| 3 | 
 | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||
| 6: ∫ | 
 | 
 | 
 | 
 | x | 
 | 
 | x | 
 | 
 | ||||
| cos | 
 | 
 | cos | 
 | 
 | 
 | dx: | 
 | 
 | |||||
| 2 | 3 | 
 | 
 | |||||||||||
| 9: ∫ | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | dx | : | 
 | |||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||
| 
 | (sin x + cos x)2 | 
 | ||||||||||||
| 12: ∫ | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | dx | 
 | 
 | 
 | : | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||
| 
 | 
 | 5 + 4 cos x | 
 | 
 | ||||||||||
| 15: ∫ | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | dx | 
 | : | |||
| 
 | 
 | 
 | ||||||||||||
| 
 | 
 | 4 3 cos2 x + 5 sin2 x | ||||||||||||
∫ p
18: 1 + sin x dx:
Найти интегралы.
∫
1: sin x sin 3x dx:
∫
4: cos x cos 2x cos 3x dx:
7: ∫ sin3 x dx : cos x
| 10: ∫ | dx | : | 
| sin x + cos x | 
∫
2:
∫
5:
∫
8:
∫
11:
cos 2x cos 3x dx:
cosdxx :
cos3 x dx: sin4 x
2 sin x dx :
2 + cos x
∫
3: cos x sin 3x dx:
∫
6: 1 sin x dx: cos x
∫
dx
9: cos4 x :
3
