
- •Неопределенные и определенные интегралы
- •Введение
- •1.2. Основные свойства неопределенного интеграла.
- •1.3. Таблица основных интегралов.
- •1.4. Интегрирование заменой переменной.
- •1.5. Интегрирование по частям.
- •2. Определенный интеграл
- •2.1. Понятие определенного интеграла
- •2.2. Основные свойства определенного интеграла
- •2.3. Вычисление определенного интеграла
- •2.4. Замена переменной в определенном интеграле
- •2.5. Интегрирование по частям в определенном интеграле
- •3. Приложения определенного интеграла
- •3.1. Вычисление площадей в декартовых координатах
- •3 .2. Вычисление объемов тел вращения
- •3.3. Вычисление длин дуг плоских кривых
- •4. Дифференциальные уравнения
- •4.1. Понятие дифференциального уравнения
- •4.2. Понятие общего решения дифференциального уравнения
- •4.3. Понятие частного решения дифференциального уравнения
- •4.4. Дифференциальные уравнения первого порядка с разделяющимися переменными
- •Варианты контрольных заданий Задания для самостоятельной работы.
- •Оглавление
- •Неопределенный и определенный интегралы
- •394006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
1.2. Основные свойства неопределенного интеграла.
1. Неопределённый интеграл от алгебраической суммы функций равен алгебраической сумме интегралов от этих функций:
.
2.
Постоянный множитель можно выносить
за знак неопределённого интеграла,
т.е.
(
– const).
3.
Неопределённый интеграл от дифференциала
некоторой функции равен этой функции
с точностью до постоянного слагаемого:
.
4.
Производная неопределённого интеграла
равна подынтегральной функции:
.
5.
Дифференциал неопределённого интеграла
равен подынтегральному выражению:
.
1.3. Таблица основных интегралов.
-
1.
8.
2.
9.
3.
10.
4.
11.
5.
12.
6.
13.
7.
Замечание.
Табличные формулы инвариантны
относительно замены переменной, т.е.
остаются справедливыми, если переменную
заменить любой другой переменной или
дифференцируемой функцией
.
Пример
1. Вычислить интеграл
.
Применяя свойства интеграла 1, 2 и формулы 2 и 3 таблицы интегралов, получим
Пример
2. Вычислить интеграл
.
.
При нахождении интеграла использовалась формула 4 таблицы интегралов.
1.4. Интегрирование заменой переменной.
Если
нельзя найти непосредственно, используя
свойства и таблицу интегралов, то
преобразуют подынтегральное выражение,
заменяя переменную интегрирования. Это
можно сделать двумя способами – либо
переменную
заменяют функцией, зависящей от другой
переменной (
),
либо какое-нибудь выражение, зависящее
от
,
считают новой переменной
:
(1.1)
Оба пути решения ведут, как правило, к упрощению подынтегрального выражения, чтобы полученный интеграл стал табличным или раскладывался на сумму табличных. После вычисления полученного интеграла возвращаются к старой переменной. Основан метод на свойстве инвариантности формул интегрирования.
Пример
3. Вычислить интеграл
.
Заметим,
.
Подынтегральное выражение выражается
через функцию
,
тогда получим интеграл
,
который имеется среди табличных
интегралов:
.
Далее выполним обратную замену переменных:
.
Итак,
коротко, получим
=
.
Пример
4. Вычислить интеграл
.
Здесь
можно обозначить через новую переменную
подкоренное выражение, т.к. его производная
,
с точностью до множителя, является
множителем подынтегрального выражения,
т.е.
=
=
=
.
Пример
5. Вычислить интеграл
.
Подынтегральное выражение является неправильной дробью, интегрирование которой следует начать с выделения целой части в дроби:
.
Проинтегрируем
.
Последний
интеграл есть среди табличных:
.
А
в интеграле
введем замену переменной
,
заметив, что производная
содержится в числителе, с точностью до
коэффициента:
.
Получим:
=
.