Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Основы высшей математики

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
29.11.2025
Размер:
1.4 Mб
Скачать

3.4. Метод интегрирования по частям

 

Применяется формула

 

udv = u v vdu.

(3.2)

Примеры решения задач

3.5. Вычислить интеграл x cos xdx. Решение. Примем u = x, dv = cos xdx. Тогда

du = (u ')dx = (x ')dx = dx. v dv = cos xdx = sin x.

Подставив в формулу интегрирования по частям, получим

x cos xdx = x sin x dx sin x = x sin x sin x dx =

=x sin x +cos x +C.

Задачи для самостоятельного решения

Задание 3.4. Вычислить интегралы.

1. x sin xdx.

5.

x2 exdx.

9.

 

 

 

 

ln xdx.

 

 

x

2. x cos 2xdx.

6.

x 2x dx.

10.

ln

x

 

dx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 x

3. x sin 5xdx.

7.

ln xdx.

11.

arcsin xdx.

4. x exdx.

8.

x ln xdx.

12.

x arctgxdx.

(Ответ. 1) x cos x +sin x +C.

2) 1 x sin 2x + 1 cos 2x +C.

 

 

2

4

 

 

 

 

 

 

 

3)15 x cos5x + 251 sin 5x +C. 4) x ex ex +C. 5) x2ex 2xex 2ex +C.

6)xln22x (ln22x )2 +C.7) x ln x x +C.8) 12 x2 ln x 14 x2 +C. 9) 23 x32 ln x 94 x32 +C.

51

 

3 x

2

ln x 9 x

2

 

10)

+C . 11) x arcsin x +

1x2

+C.

3

3

 

2

 

4

 

 

 

 

12)

1 x2arctgx 1 x + 1 arctgx +C).

 

2

 

2

2

 

 

3.5. Вычисление определенных интегралов

Если функции u = u(x) и v = v(x) непрерывны вместе со своими производными на [a; b], то имеет место формула Ньютона–

Лейбница

 

 

bf (x)dx =F (x)

 

b

= F (b)F (a).

 

 

 

 

 

a

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Геометрический смысл

опре-

 

 

деленного

интеграла:

площадь

 

y = f (x)

криволинейной

трапеции,

огра-

 

ниченной сверху графиком функ-

 

 

ции y = f (x),

снизу осью Ох и

 

a

прямыми

x = a,

x = b

, численно

 

 

 

 

равна:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S (x)= b

f (x)dx .

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

(3.3)

S (x)

b

(3.4)

Примеры решения задач

π

3.6. Вычислить интеграл 3 cos xdx .

π

6

Решение. Так как cos xdx = sin x , то

52

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos xdx = sin x

π3 = sin π3 sin π6 =

12 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

xdx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.7. Вычислить интеграл

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1+3x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение. Вычислим неопределенный интеграл

 

 

 

xdx

. Сделав

 

 

 

 

 

 

 

1+3x

замену u =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, получим u2 =1+3x x = u2 1; dx =

2 udu.

 

1+3x

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

u231

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xdx

 

 

 

 

2

 

 

udu

 

 

 

2

 

 

 

(u2 1)du =

2

(

u3

u)=

 

 

 

 

 

 

 

=

3

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

9

3

 

 

 

 

 

 

 

 

1+3x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

2

(

 

 

 

 

 

 

 

 

)3

2

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1+3x

1+3x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вычислим теперь определенный интеграл

 

 

 

5

 

 

 

 

xdx

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

(

1+3x )

 

 

1+3x

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1+3x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

( 1

+3

 

5)

1+

3

5

2

(

 

1+3 0 )

1+3

0

 

=

27

 

9

27

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

2

64

 

2

 

4

2

 

+

2

= 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27

9

27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

53

Задачи для самостоятельного решения

Задание 3.5. Вычислить определенные интегралы.

1.

2

 

 

 

dx

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 + x2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

4.

7

 

 

 

dx

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x +4

 

1

 

 

 

 

7.

2

 

 

 

xdx

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1+ x2

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

x

 

 

 

 

2.

 

 

 

 

 

 

 

1+e4

dx.

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

5.

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

2 ln2 x

 

 

1

 

 

 

 

 

8.

1

 

 

 

 

 

dx

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x +

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

2)2 +1

 

 

1

3. x exdx.

0

π

6. 2 x cos3xdx.

0

2

9. x ln xdx.

1

(Ответ. 1) π4 . 2) 4e. 3) 12e . 4) 83 . 5) π6 . 6) π6 19 . 7) 5 1. 8) arctg 3 arctg 2. 9) 2ln 2 34).

54

Учебное издание

ЛОШКАРЕВА Светлана Юрьевна ОЧЕРЕТНЯЯ Ольга Павловна

ОСНОВЫ ВЫСШЕЙ МАТЕМАТИКИ

Методическое пособие к практическим занятиям

Технический редактор Д.А. Исаев Подписано в печать 12.07.2011.

Формат 60×84 1/16. Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Гарнитура Таймс.

Усл. печ. л. 3,20. Уч.-изд. л. 2,50. Тираж 250. Заказ 567.

Издатель и полиграфическое исполнение: Белорусский национальный технический университет. ЛИ № 02330/0494349 от 16.03.2009.

Проспект Независимости, 65. 220013, Минск.

55