- •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: = .