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
