 
        
        zanyatie_KhT_6_17aprelya
.pdf 
Занятие по математике для группы 1ХТ-19Д: 17 апреля
0.1Замена переменной в определённом интеграле
| Теорема 0.1 Пусть 1. | f непрерывна на промежутке T ; | 
 | |||
| 2. | φ непрерывно-дифференцируема на отрезке [a; b], φ([a; b]) = T ; | ||||
| 3. φ(a) = α, φ(b) = β. | 
 | 
 | 
 | ||
| Тогда справедливо равенство | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | b | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | ∫a | f(φ(x))φ′(x) dx = | ∫ | f(t) dt . | (0.1) | 
Сравнив эту формулу с аналогичной формулой замены переменной в неопределённом интеграле, видим, что можно использовать ту же технику интегрирования, добавляя в замену пересчёт верхнего и нижнего пределов для нового интеграла.
Примеры.
| 
 | 
 | 
 | 
 | t = 3x | 
 | |
| 6 | 1 | 6 | cos 3x d(3x) = x = 0, | 
 | ||
| 1) cos 3x dx = | ∫ | t = 0 | ||||
| 
 | ||||||
| 3 | ||||||
| ∫ | 
 | 
 | x = , | t = | ||
| 0 | 
 | 0 | 6 | 2 | ||
∫1 √
2)x 1 + x2 dx.
| 
 | = 3 | 
 | 
| ∫ | ||
| 
 | 1 | 2 | 
| 
 | 
 | 0 | 
| 
 | 
 | 
 | π | 
 | 
| 2 | 
 | sin 0 = 1. | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | = sin 2 | |||
| cos t dt = sin t 0 | ||||
0
Умножим и разделим интеграл на 2 и внесём множитель 2 под знак интеграла
| 1 | √ | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 1 | √ | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | t = x2 + 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 1 + x2 2x dx = x = 0, | 
 | 
 | = 2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | t = 1 | 
 | pt dt = | 2 | 
 | 3 | 1 | = | ||||||||||||||||||||||||||||
| x 1 + x2 dx = 2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ∫ | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 1 | 
 | ∫ | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 1 | ∫ | 
 | 
 | 
 | 
 | 1 | 
 | t2 | 
 | 2 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | | {z } | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | d(x2+1) | x = 1, | t = 2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||
| 0 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 0 | = 2 | 
 | 
 | (3 2 1 | 2 ) = | 3 (3p3 1) = | 
 | 
 | 
 | 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 3 | p3 3 . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 1 | 
 | 2 | 3 | 3 | 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||
| 16 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | t = p | 
 | 
 | 
 | 
 | x = 1, t = 1 | 
 | 
 | 2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | x | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||||
| 3) | 
 | cos px dx = | 
 | 
 | 
 | x = t4 | x = 16, | t = 2 | 
 | = | 
 | 
 | cos t 4t3dt = 4 | 
 | cos tdt = 4 sin t | 
 | 2 | = | ||||||||||||||||||||||||||||
| ∫ | 4 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 4 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ∫ | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ∫ | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||||
| 
 | 
 | px3 | dx = 4t3dt | 
 | 
 | 
 | 
 | t3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 1 | 
 | ||||||||||||||||||||||||
| 
 | 4 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
= 4 (sin 2 sin 1) .
При вычислении определённых интегралов удобно пользоваться формулой
∫b
A dx = A(b a).
a
1
 
Задания для аудиторной работы.
Вычислить интегралы с помощью указанных подстановок
| 
 | 6 | 1 + p3x 2 , | 
 | p3x 2 = t. | |||||||
| 1. ∫ | 
 | ||||||||||
| 
 | 
 | dx | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | 2 | dx | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | x | 
 | 
 | 
| 3. | ∫0 | 
 | 
 | , | 
 | tg | 
 | = t. | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||
| 3 + 2 cos x | 
 | 2 | |||||||||
| 
 | 
 | 2. | ln 8 | pex + 1 , | pex + 1 = t. | |||||
| 
 | 
 | ∫ | ||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | ln 3 | 
 | dx | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 4. | ∫1 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | 3 2x x2 , | x + 1 = 2 sin t. | ||||||||
| 
 | −1 | √ | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
Вычислить интегралы с помощью замены переменной
| 
 | 2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 0 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 5 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 5. | ∫ | 
 | 
 | dx | 
 | 
 | 
 | 6. ∫ | 
 | 
 | dx | 7. ∫ | dx | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | x p | 
 | 
 | 
 | . | 
 | 
 | 
 | 
 | . | x + p | 
 | 
 | 
 | . | |||||
| 
 | 
 | p | 
 | + | 
 | 
 | ||||||||||||||
| 
 | x2 | 
 | 1 | (x + 3)3 | 2x | 
 | 1 | |||||||||||||
| 
 | 
 | x + 3 | 
 | |||||||||||||||||
| 
 | 2=√ | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | −2 | 
 | 
 | √ | 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||
| 
 | ln 6ex p | 
 | dx. | 
 | 
 | 
 | sin 2x dx. | |||||
| 
 | ex 2 | 
 | 
 | 
 | ||||||||
| 8. | ∫ | 
 | 
 | 9. | ||||||||
| ex + 2 | 
 | ∫ | 
 | 
 | 
 | |||||||
| 
 | ln 2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 0 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ∫ | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | ∫ | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 3 | 
 | 
 | 
 | 2 | 
 | 
 | x dx | 
 | 
 | 
 | |
| 11. | tg x dx. | 12. | 
 | 1 + p | 
 | 
 | 
 | . | ||||
| 
 | x2 | 
 | 2 | |||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 6 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
10. ∫ cos (x + π3 ) dx.
−1
∫
13. sin6 x2 dx.
0
| ∫0 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ∫ | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| −1 | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | x3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 1 | 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||
| 14. | ( | 2 | x2 | + 1) 2 | 2 | +x dx. | 
 | 
 | 15. | 
 | x2 | sin | x | dx. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| Домашнее задание. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 4 | dx | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 1. Вычислить интеграл с помощью указанной подстановки ∫0 | , | tg x = t. | ||||||||||||||||||||||||||||
| 
 | 
 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 1 + 2 sin2 x | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Вычислить интегралы | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||
| 
 | 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 2. | ∫ | 
 | 
 | 
 | x dx | 3. | ∫ | x2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 4. | ∫ | e−x dx. | 
 | 5. | ∫ | cos2 x dx. | ||||||||
| 
 | p | 
 | 9 x2 dx. | 
 | ||||||||||||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | . | 
 | 
 | ||||||||||||||||||||||||
| 
 | 5 | 
 | 4x | 
 | ||||||||||||||||||||||||||
| 
 | −1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 0 | √ | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 0 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 0 | 
 | |||
2
