- •НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ
- •Лекция 1
- •Определение неопределенного интеграла
- •Свойства неопределенного интеграла
- •Теорема об инвариантности формул интегрирования
- •Основная таблица интегралов
- •Лекция 2
- •Интегрирование методом замены переменной (метод подстановки)
- •Метод интегрирования по частям
- •Лекция 3
- •Универсальная тригонометрическая подстановка
- •Лекция 4
- •Интегрирование дробно-рациональных функций
- •Разложение рациональных дробей на простые
- •Лекция 5
- •Интегрирование некоторых иррациональных функций
- •ОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ
- •Лекция 6
- •Задача о вычислении площади криволинейной трапеции
- •Теорема существования определенного интеграла
- •Свойства определенного интеграла
- •Теорема о производной определенного интеграла по переменному верхнему пределу
- •Лекция 7
- •Формула Ньютона-Лейбница
- •Правило замены переменной в определенном интеграле
- •Лекция 8
- •Определенный интеграл в полярной системе координат
- •Определение полярной системы координат
- •Геометрические приложения определенного интеграла
- •Вычисление объёма тел вращения
- •Лекция 9
- •Несобственные интегралы
=161 (1 −cos 4 ) + 161 22 (sin 2 ) =
=161 −641 sin 4 + 4832 + .
cos3 2 = |
cos2 |
2 |
= |
||||
Пример 3.2. |
|
|
|
|
|
|
|
= (1 − |
2 |
) 2 |
( |
) = |
|||
= |
3 |
− |
5 |
|
+ . |
|
|
|
3 |
5 |
|
|
|||
Универсальная тригонометрическая подстановка
Интегралы( , ) ,
подынтегральная функция которых является рациональной функцией переменных и
сводятся к интегрированию рациональной функции одной переменной заменой, называемой
универсальной, –
26
Так как функции |
|
|
= |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3.1) |
|||||||||||||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
через функцию тангенс |
|
|
и |
|
|
|
выражаются |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
половинного угла: |
|
|
|||||||||||||||||||||||||
= |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
2 |
|
2 |
|
; |
(3.2) |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
+ |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
1 + |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
= |
|
22 |
2 |
|
|
− |
22 |
|
2 |
= |
1 − 22 |
. |
(3.3) |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3.1) относительно |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
продифференцируем полученное= |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Разрешим |
2 |
|
формулу2 |
|
|
|
|
1 + |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
независимой |
|
|
|
переменной |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
и |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
равенство. В |
|||||||||
результате |
|
найдем |
|
дифференциал |
|
|
независимой |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
= |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3.4) |
|
|||||||||||||
переменной |
|
формулы∙ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
Подставляя |
|
|
|
|
|
1 + |
|
|
(3.2), (3.3), (3.4) в |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
подынтегральное выражение, получим |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
( , |
|
|
) |
= |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
= |
|
|
2 |
|
2 |
|
|
, |
|
1 − |
22 |
|
|
|
2 |
∙ |
|
|
|
|
2 |
. |
(3.5) |
|
|||||||||||||||
|
1 + |
|
|
|
|
|
1 + |
27 |
|
|
|
|
|
1 + |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
Пример 3.3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
+ 3 + 2 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
= |
(1 |
|
+ 2) 2 |
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
= |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
1+1− |
2 |
|
+ 3 |
1+2 2 |
+ 2 |
|
|
||||||||||||||||||||||
= |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
= |
||||||||||||
2 −2 2 + 6 + 2 + 2 2 |
2 + 3 |
|||||||||||||||||||||||||||||||
1 |
|
| 2 + 3 |
| + |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
= |
3 |
|
= |
3 |
|
2 + 3 |
|
2 |
|
+ . |
||||||||||||||||||||||
|
В |
|
случае, |
|
|
рациональную |
|
и |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
когда |
функции |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
( , |
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
функцию |
||||||||||||||
входят |
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
учитывая, что |
|
|
|
|
|
в |
|
|
четных |
|
степенях, то |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
= , |
|
|
|
|
|
(3.6) |
|||||||||||||||||||||||
применят замену |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
2 |
= |
|
|
|
2 |
|
|
= |
|
|
|
; |
|
|
|
(3.7) |
|||||||||||||||
|
|
1 + |
2 |
|
1 + 2 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
2 = |
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
= |
|
1 |
2 |
; |
|
|
|
(3.8) |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 + |
|
28 |
|
1 + |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
. |
|
(3.9) |
|||||
Пример 3.4. |
(1 + 2) |
|
|||||||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
||||||
|
1 + 23 |
= |
3 |
|
|
(1 + |
2) 1 + |
1+ 2 |
|
= |
|||||||
1 |
|
|
|
|
√2 |
|
|
|
|
||||||||
|
= |
3 |
|
1 + 2 2 |
= |
|
6 |
√2 + . |
|
||||||||
29
