- •Передмова
- •Розділ І. Лінійна та векторна алгебра
- •§1.1. Матриці, дії над матрицями
- •§1.2. Визначники
- •§1.3. Ранг матриці та способи його обчислення
- •§ 1.4. Обернена матриця
- •§1.5. Системи лінійних рівнянь
- •§1.6. Вектори
- •§1.7. Власні числа та власні вектора
- •§1.8. Квадратичні форми
- •Розділ ІІ. Аналітична геометрія
- •§2.1. Прямокутні координати в просторі. Основні задачі
- •§2.2. Пряма лінія на площині
- •§2.3. Криві лінії другого порядку
- •§ 2.4. Задачі економічного змісту
- •§ 2.5. Площина та пряма в просторі
- •§ 2.6. Нерівності та їх геометричний зміст
- •§ 2.7. Поверхні другого порядку
- •Розділ ІІІ. Вступ до математичного аналізу
- •§4.6. Деякі основні теореми диференційного числення
- •§4.7. Економічний зміст похідної. Еластичність
- •§4.8. Дослідження функцій та побудова їх графіків
- •§5.1. Основні поняття
- •§5.2. Екстремум функції двох змінних
- •§5.3. Метод найменших квадратів
- •Розділ VI. Інтегральне числення
- •§ 6.2. Методи інтегрування
- •§ 6.4. Інтегрування тригонометричних виразів
- •§ 6.5. Інтегрування виразів, що містять ірраціональність
- •§6.8. Геометричні застосування визначенних інтегралів
- •§ 6.10. Наближені обчислення визначеного інтеграла
- •§ 6.11. Невласні інтеграли. Інтеграл ЕйлераAПуассона
- •§ 6.12. Поняття про подвійний інтеграл
- •Розділ VIІ. Диференційні рівняння
- •§ 7.1. Рівняння з відокремленими змінними
- •§ 7.2. Однорідні диференційні рівняння
- •§ 7.3. Лінійне диференціальне рівняння першого порядку
- •Розділ VІІІ. Ряди
- •§ 8.2. Ознаки збіжності рядів з додатними членами
- •§ 8.3. Знакозмінні ряди. Абсолютна та умовна збіжність
- •§ 8.5. Розклад функцій в ряди Тейлора і Маклорена
- •§8.6. Застосування рядів до наближених обчислень
- •§8.7. Ряди Фур’є
- •Відповіді до задач та прикладів
- •Список використаної літератури
Розділ VI. Інтегральне числення
§ 6.5. Інтегрування виразів, що містять ірраціональність
m r
6.5.1. Інтеграли вигляду HR(x, x n ,..., x 5 )dx
m r
Розглянемо інтеграл HR(x, x n ,..., x 5 )dx , де R — раціональна
функція своїх аргументів. Інтеграл такого вигляду знаходиться за до+ помогою підстановки:
x = tk; dx = ktk – 1dt, |
(6.19) |
де k — спільний знаменник дробів mn , ..., rs .
6.5.1.1. Розв’язання прикладів
Приклад 6.153. Знайти інтеграл H |
|
|
|
x |
|
|
dx . |
|
|
|
||
3 |
|
2 |
|
4 |
|
|
|
|
||||
|
|
x |
|
|
x |
|
|
|
||||
Розв’язок. Спільний знаменних дробових показників |
1 |
, |
2 |
, |
1 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
3 |
|
4 |
змінної х дорівнює 12. Виконаємо підстановку x = t12, dx = 12t11dt, t = 12 x . Одержимо:
H |
|
|
|
x |
|
dx |
= H |
|
|
|
t12 |
|
|
|
12t |
11 |
dt |
= H |
t6 |
12t11dt |
= |
||||
3 |
x |
2 |
|
|
3 |
(t |
12 2 |
|
4 |
t |
12 |
|
t |
8 |
t |
3 |
|||||||||
|
|
|
4 x |
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
= 12 H |
|
t17dt |
= 12 H |
t14dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
t3 (t5 1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
t5 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Одержали неправильний дріб. Необхідно виділити цілу частину.
407
Клепко В.Ю., Голець В.Л. «Вища математика в прикладах і задачах»
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t14 |
|
|
|
|
|
|
|t5 – 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t14 – t9 |
|
|
|
|t9 + t4 + t4/(t5 – 1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t9 – t4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
12 H |
t dt |
|
= 12 H(t9 t4 |
|
|
|
|
|
)dt |
|
|
= 12 Ht9dt + 12 Ht4dt + |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
5 |
1 |
t |
5 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
+ 12 |
|
|
|
t4 |
|
|
|
|
t10 |
|
|
|
|
t5 |
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
dt = |
12 |
|
|
|
|
+ 12 |
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
ln|t5 – 1| + C = |
|
|
|
(12 x )10 + |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
H t5 1 |
10 |
|
|
5 |
|
|
|
|
5 |
|
|
5 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
12 |
|
(12 x )5 + |
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
6 |
x |
5 + |
12 |
|
12 x5 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ln|(12 x )5 |
– 1| + C = |
|
|
|
|
|
+ |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
5 |
|
5 |
|
5 |
|
|
|
5 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
+ |
12 |
ln|12 |
x5 – 1| + C. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
||||
|
|
6.5.2. Інтеграли вигляду |
|
H |
R x, |
ax b |
n |
,..., |
ax b s |
|
dx |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cx d |
|
|
|
cx |
d |
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ax |
b n |
|
|
ax b s |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
Інтеграли вигляду |
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dx , де |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
R |
|
x, |
|
|
|
|
|
|
|
,..., |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cx |
d |
|
|
cx d |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
c |
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
a |
|
b |
|
|
приводяться до раціональної функції за допомогою підста+ |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
новки |
|
ax b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
r |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
= tk, де k — спільний знаменник дробів |
|
|
|
, ..., |
|
. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
cx d |
|
n |
s |
408
Розділ VI. Інтегральне числення
6.5.2.1. Розв’язання прикладів
Приклад 6.154. Знайти інтеграл H |
1 |
1 x |
dx. |
||
|
|
|
|
||
x |
2 |
|
x |
||
|
|
|
|
Розв’язок. Виконаємо підстановки t2 = 1 x x , звідки
12tdt
x = t2 1 , dx = (t2 1)2 .
1 |
|
1 x |
dx = H |
|
2 |
2 |
2tdt |
2 |
|
t3 |
|||||||
H |
|
|
|
|
|
|
|
(t |
|
1) |
|
= –2 Ht |
dt = –2 |
|
+ C = |
||
x2 |
|
|
x |
|
|
|
(t2 1)2 |
3 |
|||||||||
|
|
|
2 |
|
|
1 x 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
= C – |
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
6.5.3. Інтеграли, що потребують тригонометричної підстановки
До інтегралів від функцій, що раціонально залежать від тригоно+ метричних функцій, приводяться інтеграли:
HR(x, |
a2 x2 )dx — підстановкою x = a sin t; |
(6.20) |
|
HR(x, |
a2 |
x2 )dx — підстановкою x = a tg t; |
(6.21) |
HR(x, |
x2 |
a2 )dx — підстановкою x = a/cos t. |
(6.22) |
6.5.3.1. Розв’язання прикладів
Знайти інтеграли.
Приклад 6.155. H x2 4 x2 dx .
Розв’язок. Застосовуємо підстановку x = a sin t, одержуємо
dx = 2cos tdt, і якщо sin t = x2 , то t = arcsin x2 .
409
Клепко В.Ю., Голець В.Л. «Вища математика в прикладах і задачах»
Hx2 |
4 x2 dx = H(2sint)2 4 4sin2 t 2costdt = H4sin2 t 4cos2 tdt = |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
= 4 Hsin |
2 |
2tdt = 4 H |
1 cos 4t |
dt |
|
= 2 Hdt – 2 Hcos4tdt |
= |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
= 2t – |
1 |
|
sin4t + C = 2arcsin |
x |
|
– |
1 |
|
sin4(arcsin |
x |
) + C = |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
= 2arcsin |
|
x |
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
4 x |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
+ |
|
|
|
(x2 – 2) |
|
|
|
+ C. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
2 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
Приклад 6.156. H |
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
(36 x |
2 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Розв’язок. Застосовуємо підстановку x = 6tg t, одержуємо |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
dx = |
6 |
|
|
|
|
dt, і якщо x = 6tg t, то t = arctg |
x |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
cos2 t |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
dx |
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
H |
|
|
|
|
|
|
|
= H |
|
|
|
|
cos2 t |
|
|
|
|
H |
cos2 t |
Hcostdt = |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
1 |
|
|
|
|
= |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
(36 x2 )3 |
|
|
(36 36tg2 t)3 |
63 |
|
|
|
|
36 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cos3 t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
= |
|
1 |
sin t + C = |
|
|
1 |
sin(arctg |
x |
) + C = |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
+ C. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
36 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
36 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
36 |
|
|
|
|
|
36 x2 |
|||||||||||||||
Приклад 6.157. H |
|
|
x2 25dx |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
x |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Розв’язок. Застосовуємо підстановку x |
|
5 |
|
|
|
|
, одержуємо |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
cos t |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
dx |
5sin tdt |
, |
|
|
якщо x |
|
|
5 |
|
|
, cos t = |
5 |
, t = arccos |
5 |
. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cos2 t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cos t |
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
x |
410
Розділ VI. Інтегральне числення
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sin t |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
2 |
sin tdt |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
H |
|
|
x2 |
25dx |
= H |
cost |
|
|
5sin t |
|
|
|
|
cost |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dt = |
H |
|
|
|
|
|
|
|
= |
|||||||
|
|
|
|
x |
4 |
|
|
5 |
4 |
|
cos |
2 |
t |
|
4 |
1 |
|
|
|
2 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
cos |
t |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cos |
4 |
t |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cost |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
= |
|
1 |
|
Hsin2 t costdt |
= |
|
1 |
|
|
sin3 t |
|
+ C = |
1 |
|
sin3(arccos |
5 |
) + C = |
||||||||||||||||
|
25 |
|
|
|
|
|
|
|
25 |
|
3 |
|
|
|
|
|
75 |
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|||||
= |
|
1 |
|
|
(x2 25)3 |
+ C. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
75 |
|
|
x3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.5.4. Приклади для самостійного розв’язку
Знайти інтеграли:
6.158. |
H |
|
3 |
x |
|
|
|
dx . |
||||
3 |
x2 |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
x |
|||||||||
6.160. |
H |
|
|
x |
|
dx . |
||||||
|
|
|
|
|
||||||||
|
x3 |
|
|
|||||||||
|
4 |
1 |
||||||||||
6.162. H |
|
|
|
|
|
dx |
||||||
|
|
|
|
. |
||||||||
(4 x 3 1) x 3 |
||||||||||||
6.164. H |
|
1 x2 |
dx . |
|||||||||
|
x |
4 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.166. H |
|
|
x2dx |
|
. |
|
|
|
||||
|
|
25 x |
2 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
6.168. H |
|
|
|
x2dx |
||||||||
|
. |
|||||||||||
(4 x2 ) 4 x2 |
||||||||||||
6.170. H |
|
16 x2 dx . |
6.159. |
|
|
|
|
3 |
x |
|
|
dx . |
||||||
H x( |
x 3 |
|
|
||||||||||||
|
x ) |
||||||||||||||
6.161. H |
1 4 x |
dx . |
|||||||||||||
|
|||||||||||||||
|
|
|
x |
|
x |
|
|
|
|
||||||
6.163. |
H |
x 1 |
|
|
dx . |
||||||||||
2x |
1 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
6.165. H |
|
dx |
|
|
|
|
|
. |
|
||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
x2 |
x2 9 |
||||||||||||||
6.167. H |
|
|
dx |
|
|
|
|
. |
|
||||||
|
|
|
|||||||||||||
x 3 |
x 8 |
||||||||||||||
6.169. H |
|
|
|
|
dx |
|
|
|
. |
||||||
(9 x2 ) |
9 x2 |
||||||||||||||
6.171. H |
x2 36 |
dx . |
|||||||||||||
|
x |
4 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
411
Клепко В.Ю., Голець В.Л. «Вища математика в прикладах і задачах»
§ 6.6. Визначений інтеграл. Властивості визначеного інтеграла. Формула НьютонаAЛейбтіца
Якщо функція f(x) неперервна на відрізку [a; b] (де а < b), і якщо: 1) розбити цей відрізок довільним чином на n частинних відрізків
довжиною x1 , x2 , ..., xn ;
2) вибрати на кожному частинному відрізку по одній довільній точці -1 , -2 , ..., -n ;
3)обчислити значення функції f(x) у вибраних точках;
4)скласти суму
|
n |
f(-1 ) x1 + f(- |
2 ) x2 + ... + f(-n ) xn = f (-i ) xi , |
|
i 1 |
то вона називається інтегральною сумою f(x) на відрізку [a; b]. Якщо по різному ділити відрізок [a; b] на n частинних відрізків і
по+різному вибирати на них по одній точці -i , то можна для будь+
якої неперервної заданої функції f(x) і будь+якого заданого відрізка [a; b] скласти нескінчену множину різних інтегральних сум. При цьому виявляється, що всі ці різні інтегральні суми при необмеже+ ному зростанні n при прямуванні до нуля найбільшої із довжин ча+ стинного відрізка, мають одну і ту ж границю. Ця границя всіх інтег+ ральних сум функції f(x) на відрізку [a; b] називається визначеним
інтегралом від f(x) в межах від а до b та позначається Hb f (x)dx .
a
6.6.1. Найпростіші властивості визначеного інтеграла
1. При перестановці меж інтегрування знак інтегралу змінюється на протилежний:
Hb |
f (x)dx = – Ha |
f (x)dx . |
(6.23) |
a |
b |
|
|
412
Розділ VI. Інтегральне числення
2. Інтеграл з однаковими межами дорівнює нулю:
Ha f (x)dx = 0.
a
3. Відрізок інтегрування можна розбити на частини:
Hb |
f (x)dx = Hc |
f (x)dx + Hb |
f (x)dx . |
(6.24) |
a |
a |
c |
|
|
4. Інтеграл від алгебраїчної суми функцій дорівнює сумі інтег+ ралів від кожного доданку:
Hb |
(f1(x) f2 (x) f3 (x))dx = Hb |
f1(x)dx + Hb |
f2 (x)dx – Hb |
f3 (x)dx . (6.25) |
a |
a |
a |
a |
|
5. Постійний множник k можна виносити за знак інтеграла:
Hb kf (x)dx = k Hb |
f (x)dx . |
(6.26) |
|
a |
a |
|
|
6. Якщо функція y = f(x) неперервна на відрізку [a; b] (де a < b), то знайдеться таке значення I [a; b], що виконується рівність:
Hb |
f (x)dx = f(I )(b – a) (теорема про середнє). |
(6.27) |
a |
|
|
Для обчислення визначеного інтеграла, коли можна знайти відповідний невизначений інтеграл, служить формула Ньютона+ Лейбніца:
b |
|
b |
|
|
|
H f (x)dx |
= F(x) |
= F(b) – F(a), |
(6.28) |
||
a |
|||||
a |
|
|
|
|
— визначений інтеграл дорівнює різниці значень невизначеного інтег+ рала при верхній та нижній межах інтегрування.
413
Клепко В.Ю., Голець В.Л. «Вища математика в прикладах і задачах»
6.6.2. Розв’язання прикладів
Обчислити інтеграли.
Приклад 6.172.
7 |
|
|
|
dx |
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
1/ 2 |
|
|
|
1 |
|
7 |
|
|
|
1/ 2 |
|
||||||
H |
|
|
|
|
|
|
= |
|
H(3x 4) |
|
dx = |
|
|
|
|
H(3x |
4) |
3dx = |
|||||||||||||
|
3x 4 |
|
|
3 |
|
||||||||||||||||||||||||||
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1/ 2 1 |
|
7 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
= |
|
1 (3x 4) |
|
|
|
|
|
= |
|
|
3x 4 |
7 |
|
= |
|
3 7 4 – |
|||||||||||||||
|
3 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
1 |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
3 |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– |
|
2 |
|
3 ( 1) |
4 = |
|
2 |
|
5 – |
2 |
1 = |
|
8 |
= 2 |
2 |
. |
|
|
|||||||||||||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
3 |
|
3 |
|
|
3 |
|
|
|
Приклад 6.173.
$$
H2 sin |
x |
dx |
= 2 H2 sin |
x |
|
1 |
dx |
= –2cos |
x |
|
$2 |
= –2cos |
$ |
+ 2cos |
0 |
= |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
0 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
0 |
2 2 |
|
|
2 |
0 |
|
|
|
|
4 |
|
2 |
|
|||||||||||||
= –2 |
2 |
|
+ 2 |
1 = 2 – 2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Приклад 6.174. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
5 |
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
x 2 |
|
5 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
= H |
|
|
|
|
|
|
= arcsin |
|
= |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
4x x |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
3 |
|
|
2 |
|
|
|||||||||||||||||||
2 |
5 |
|
|
2 |
|
|
9 (x |
2) |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
= arcsin |
5 2 |
|
– arcsin |
2 2 |
|
= arcsin 1 – arcsin 0 = |
$ . |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|||
Приклад 6.175. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
0 |
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
H1 |
|
|
|
|
|
|
|
H1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
= |
|
= arctg(x |
+ 1) |
1 = |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
x2 2x 2 |
|
(x 1)2 1 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
= arctg 1 – arctg 0 = |
$ . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
414
Розділ VI. Інтегральне числення
Приклад 6.176.
16 |
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
16 |
|
|
|
|
|
( |
x 9 |
|
x )dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
H |
|
|
|
|
|
|
|
= |
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
x 9 x |
( |
|
x 9 x )( x 9 |
x ) |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
0 |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
16 ( |
x 9 |
|
|
x)dx |
|
|
|
1 |
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
16 |
|
|
1/ 2 |
|
|
|
|||||||||||||||
= H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
H( x 9 x)dx = |
|
|
|
|
|
H(x |
9) |
dx + |
||||||||||||||||||
|
|
x 9 x |
|
|
|
|
|
|
9 |
9 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
1 |
|
16 |
1/ 2 |
|
|
|
|
|
1 |
|
(x 9)3 / 2 |
|
16 |
|
|
1 x3 / 2 |
|
16 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
16 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
+ |
|
|
|
|
H x |
|
|
dx |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
(x 9) |
|
|
+ |
|||||||
|
9 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
3/ 2 |
|
|
0 |
|
9 |
3/ 2 |
|
0 |
27 |
|
|
|
|
|
0 |
|||||||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
+ |
|
x3 |
16 |
= |
|
|
( |
|
|
(16 9)3 – |
|
(0 9)3 ) + |
|
( 163 |
– |
03 ) = |
||||||||||||||||||||||||||||||
27 |
0 |
27 |
|
|
|
27 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 272 (125 – 27) + 272 64 = 272 162 = 12.
Приклад 6.177.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H2 |
|
dx |
|
|
= |
H2 |
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
x(1 x |
2 |
) |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
x x |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
A |
|
|
Mx N |
|
|
A Ax2 Mx2 Nx |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|||||||
|
|
x(1 x2 ) |
|
x |
|
1 x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
x(1 x2 ) |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A + Ax2 + Mx2 + Nx = 1; |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
x2 |
|
|
|
A M 0 |
|
|
M 1, |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
N 0 |
|
|
|
! |
|
|
N 0, |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
x |
0 |
|
|
|
|
A 1 |
|
|
|
|
|
|
|
A 1. |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
" |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
= |
1 |
– |
x |
|
|
|
|
; |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x(1 x2 ) |
|
|
x |
1 x2 |
|
|
|
||||||||||||||||||||
2 |
dx |
2 dx |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
xdx |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|||||||||||||||
H1 |
|
= H1 |
|
|
|
– |
H1 |
|
|
= ln|x| |
1 – |
|
|
ln|1+ x2| |
1 |
= ln2 – ln1 – |
||||||||||||||||||||
x(1 x2 ) |
|
x |
|
1 x2 |
|
|
2 |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
415
Клепко В.Ю., Голець В.Л. «Вища математика в прикладах і задачах»
– |
1 |
ln5 + |
1 |
ln2 = |
3 |
ln2 – |
1 |
ln5 = |
1 |
(ln8 – ln5) |
= |
1 |
ln |
8 |
. |
|
|
|
2 |
|
|
|
|||||||||
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
5 |
6.6.3. Приклади для самостійного розв’язання
Обчислити інтеграли.
6.178. H3 |
(2x3 x2 5)dx . |
||||||||||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
1 |
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
||||||||
6.180. H |
|
|
|
|
|
. |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|||||||
|
2 |
(11 5x) |
|
|
|||||||||||||||
6.182. H9 |
|
y 1 |
dy . |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
4 |
|
|
|
|
y 1 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
3 |
|
|
|
|
xdx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
6.184. H |
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
||||
|
x |
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
x 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
6.186. H |
|
|
|
|
dx . |
|
|
||||||||||||
x2 4 |
|
|
|||||||||||||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.188. $Hsin |
x |
cos |
x |
dx . |
|||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
||||
6.190. |
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
8 2x x |
2 |
|||||||||||||||
|
0,5 |
|
|
|
|||||||||||||||
|
$ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.192. |
H2 |
|
|
|
|
dx |
|
|
|
. |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
$ 1 cos x |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.179. H2 (x3 4x)dx .
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
|
dx |
|
|
|
|||
6.181. H |
|
|
|
|
|
. |
||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
5 |
(3 x) |
4 |
|
|||
2 |
|
|
|
|
|
|||
1 |
|
|
|
|
dx |
|
|
|
6.183. H |
|
|
|
|
|
. |
||
|
|
|
|
|
|
|||
|
x |
2 |
|
|
||||
0 |
|
|
4x 5 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
$
4 dx
6.185. H$ cos2 x .
6
2 |
|
|
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|||||
6.187. H |
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
x |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
1 |
|
|
|
5x 4 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
6.189. $Hcos |
x |
cos |
3x |
dx . |
|||||||||||||
2 |
|
2 |
|||||||||||||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
3 1 |
|
|
|
|
|
dx |
|
|
||||||||
6.191. |
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
3 2x x |
2 |
||||||||||||
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
2 |
sin |
|
1 |
dx |
|
|
|
|
|
|||||||
|
$ |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
6.193. H |
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
x |
2 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
$ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
416
Розділ VI. Інтегральне числення
$ |
|
|
|
|
4 |
sin x |
|
||
6.194. H |
|
|
|
dx . |
cos |
2 |
x |
||
0 |
|
|
||
|
|
|
|
|
$ |
|
|
|
|
6.196. H2 |
cos x cos3 xdx . |
|||
$ |
|
|
|
|
2
$
6.195. H2 sin2 2xdx .
0
3 dx
6.197. H2 2x2 3x 2 .
417
Клепко В.Ю., Голець В.Л. «Вища математика в прикладах і задачах»
§6.7. Методи підстановки та інтегрування частинами
увизначеному інтегралі
Для обчислення багатьох визначених інтегралів необхідно замі+ няти змінну інтегрування. При цьому, якщо визначений інтеграл
Hb |
f (x)dx перетворюється за допомогою підстановки x = (t) в |
a |
|
інший інтеграл, з новою змінною t, то задані межі x1 = a i x2 = b заміняються новими межами t1 = ; i t2 = ? , які визначаються із
вибраної підстановки, тобто із рівнянь a = (;) , b = (? ) . Якщо
' |
f ( (t)) неперервні та відрізку [; ; ? ], то |
|
|
(t) і |
|
||
|
b |
? |
|
|
H f (x)dx = H f ( (t)) '(t)dt . |
(6.29) |
|
|
a |
; |
|
Якщо підінтегральний вираз у визначеному інтегралі можна пред+ ставити в вигляді добутку двох співмножників u та dv, то для обчис+ лення визначеного інтегралу необхідно скористатися формулою інтег+ рування частинами у визначеному інтегралі:
Hb udv = uv |
ab – Hb vdu . |
(6.30) |
|||
a |
|
|
a |
|
|
|
|
|
|||
6.7.1. Розв’язання прикладів |
|
|
|
|
|
29 |
|
3 (x 2)2 |
|
||
Приклад 6.198. Обчислити H |
|
|
|
dx . |
|
|
2 |
|
|||
3 |
3 |
3 (x 2) |
|
Розв’язок. Введемо підстановку x – 2 = t3, x = t3 + 2, dx = 3t2dt.
Знайдемо нові межі інтегрування, використовуючи рівняння t = 3 x 2 :
x |
3 |
29 |
t |
1 |
3 |
418
Розділ VI. Інтегральне числення
Одержуємо
29 3 (x 2)2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
t2 3t2dt |
|
|
|
|
|
|
3 t4dt |
|
|
|
3 |
|
t4 9 9 |
|
|||||||||||||||||||||||||
H3 |
|
|
|
|
dx = H1 |
|
|
|
|
|
|
= 3 H1 |
|
|
|
|
|
= 3 H1 |
|
|
|
|
|
dt = |
|||||||||||||||||||||||
3 3 (x 2)2 |
3 t2 |
|
|
|
3 t2 |
|
|
|
|
3 t2 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 |
|
4 |
9 |
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
||||||
= 3 H |
|
t |
|
|
|
|
|
|
dt = 3 H(t2 |
3 |
|
|
9 |
|
|
|
)dt = 3 Ht2dt – |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
t |
|
|
|
t |
2 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 |
3 t |
|
|
|
|
|
|
3 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
3 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
t3 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
27 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
3 |
|||||||||||||||||
– 9 Hdt |
|
+ 27 H |
|
|
|
|
|
|
|
|
dt = |
3 |
|
|
|
|
|
– 9t |
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
arctg |
|
|
|
|
= |
||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
3 |
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
1 |
|
|
|
|
1 |
t |
|
|
( 3) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
3 |
1 |
||||||||||||||||||
= 27 – 1 – 27 + 9 + 9 |
3 (аrctg |
3 |
|
– arctg |
|
1 |
) = |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
3 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
= 8 + 9 3 |
$ |
|
|
$ |
|
|
|
|
3 |
|
$ |
|
|
|
|
16 3 3$ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
= 8 + 9 |
|
6 |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
6 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Приклад 6.199. Обчислити H4 |
|
|
|
|
xdx |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 1 |
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Розв’язок. Введемо підстановку x = t2, dx = 2tdt, |
|
|
|
x = t. |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Знайдемо нові межи інтегрування використовуючи рівність t = |
x . |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Спочатку в рівність t = |
|
x підставимо нижню межу інтегрування х = 1, |
а потім верхню х = 4, і одержуємо: при х = 1 t = 1; при x = 4t = 2. Нові межі інтегрування 1 t 2. Переходимо до обчислення:
4 |
|
xdx |
|
|
|
|
2 |
t2tdt |
|
|
2 |
t2dt |
2 |
|
t2 1 |
1 |
|
||||||||||
H |
|
|
|
|
|
|
= H |
|
|
|
= 2 H |
|
|
|
= 2 H |
|
|
|
|
|
dt = |
|
|||||
1 x |
|
|
1 t |
1 t |
|
1 t |
|
|
|||||||||||||||||||
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
2 |
t2 1 |
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
1 |
2 |
2 |
||||||||||||
= 2 H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dt |
= 2 H t |
1 |
|
|
dt |
= 2 Htdt |
– 2 Hdt + |
||||||||
|
|
|
1 |
|
t 1 |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
1 |
t |
|
|
|
|
|
1 |
|
t 1 |
1 |
1 |
||||||||||||||
|
|
2 |
|
1 |
|
|
|
|
t2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
+ 2 |
H1 |
|
|
|
|
dt |
= 2 |
|
|
– 2t |
|
+ 2ln|t+1| |
|
= 4 – 1 – 4 + 2 + |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
t |
1 |
|
|
|
|
2 |
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
419
Клепко В.Ю., Голець В.Л. «Вища математика в прикладах і задачах»
+ 2ln 3 – 2ln 2 = 1 + 2(ln 3 – ln 2) = 1 + 2ln 32 = 1 + ln 49 .
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
$ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Приклад 6.200. Обчислити H2 |
|
|
|
|
|
dx |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
2 cos x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Розв’язок. Замінюючи змінну за допомогою підстановки tg |
x |
|
= t, |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
||||
знайдемо cos x = |
1 t2 |
, dx |
= |
|
2dt |
|
, та нові межі інтегрування t |
= 0 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 t2 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
t |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
||||||||||||
при x |
= 0, та t = 1 при х |
= $ . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
$ |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2dt |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
2 |
|
|
dx |
|
|
1 t |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dt |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
t |
1 |
|
|||||||||||||
H |
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
= 2 H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
arctg |
|
|
|
|
= |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
cos x |
|
|
|
1 |
t |
2 |
|
|
t |
2 |
|
3 |
|
3 |
|
3 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
0 2 |
|
|
0 |
2 |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
t |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
= |
|
|
2 |
(arctg |
|
1 |
– arctg |
|
0 |
) = |
|
|
2 |
|
( |
$ |
– 0) = |
|
$ |
. |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
3 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
6 |
|
|
3 |
3 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
(x3 1)dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Приклад 6.201. Обчислити |
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
x |
2 |
4 x |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Розв’язок. Введемо підстановку x = 2sin t. Одержуємо dx = 2cos tdt, та нові межі інтегрування:
x |
1 |
3 |
||
t = arcsin |
x |
|
$ |
$ |
|
6 |
3 |
||
2 |
|
420
Розділ VI. Інтегральне числення
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
$ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
$ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
(x3 1)dx |
|
|
3 |
|
((2sint)3 1)2costdt |
|
|
3 |
(8sin3 t 1)dt |
|
||||||||||||||||||||||||||
H |
|
|
|
|
|
|
= |
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|||
x |
2 |
4 x |
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
4sin |
2 |
t |
||||||||||||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
$ (2sint) |
|
4 (2sint) |
|
|
$ |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
$ |
|
|
|
|
1 |
$ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
$ |
|
|
|
|
|
|
$ |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
3 |
|
|
|
|
3 |
|
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
= 2 Hsin tdt |
+ |
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
= –2cos t |
$ |
– |
|
|
ctg t |
$ = |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
4 |
|
sin |
2 |
t |
4 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
$ |
|
|
|
|
$ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
= –2(cos $ |
– cos $ ) – |
|
1 |
(ctg $ |
– ctg |
$ ) = –2( |
1 |
– |
|
3 |
) – |
|
||||||||||||||||||||||||||
4 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
6 |
|
|
|
3 |
|
|
|
6 |
|
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
||||||||||
– |
|
1 |
( |
3 |
– |
|
|
3 ) = |
|
7 |
|
|
|
|
– 1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
4 |
3 |
|
|
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
$
10
Приклад 6.202. Обчислити H (x 3)sin5xdx .
0
Розв’язок. Для обчислення даного інтеграла використаємо фор+
|
|
|
|
|
b |
|
|
b |
|
|
|
|
b |
|||
мулу інтегрування частинами: Hudv |
= uv |
– Hvdu . |
||||||||||||||
a |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
a |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
u (x 3), |
dv sin5xdx |
|
1 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
du dx, |
v Hsin5xdx |
cos5x |
|
||||||||||
5 |
||||||||||||||||
|
$ |
|
|
|
|
|
$ |
|
|
|
|
|
$ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
10 |
|
|
1 |
|
|
|
1 |
10 |
|
|
||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|||||||||
|
H (x 3)sin5xdx = – |
|
(x + 3)cos5x |
|
+ |
|
|
|
H (x 3)sin 5xdx = |
|||||||
|
5 |
0 |
5 |
|||||||||||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
$ |
$ |
1 |
(0 + 3)cos 5 0 + |
1 |
|
|||
= – |
|
( |
|
|
+ 3)cos 5 |
|
+ |
|
|
sin 5x |
|
5 |
10 |
10 |
5 |
25 |
$
2 =
0
421
Клепко В.Ю., Голець В.Л. «Вища математика в прикладах і задачах»
= |
|
1 |
( $ 30 )cos |
$ |
|
+ |
|
|
3 |
cos 0 + |
1 |
|
sin 5 |
$ |
|
|
– |
|
1 |
sin 5 |
0 = |
||||||||||||||||||||
|
|
5 |
10 |
|
|
2 |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
|
|
|
|
|
10 |
|
25 |
|
|
|
|||||||||||||
= |
|
1 |
( $ 30 )0 + |
|
3 |
|
1 + |
|
1 |
|
|
1 – |
|
1 |
|
0 = |
|
3 |
|
|
+ |
1 |
= |
16 |
= 0,64. |
||||||||||||||||
|
|
5 |
10 |
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
|
|
|
25 |
|
|
|
|
5 |
|
|
|
25 |
|
|
25 |
|
|||||||||
Приклад 6.203. Обчислити H1 arcsin xdx . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Розв’язок. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
u arcsin x, |
|
|
dv dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
du |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
dx, |
|
v x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
H1 arcsin xdx = xarcsin x |
|
1 |
|
– |
H1 |
xdx |
|
= 1 arcsin 1 – |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
0 |
|
2 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
$ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
– 0 arcsin 0 + 1 x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
– 1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
0 = |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Приклад 6.204. Обчислити H1 |
x arctg xdx . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Розв’язок. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
u arcctg x, |
dv xdx |
|
x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
du |
dx |
|
, |
|
|
v H xdx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
1 x |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Застосовуючи до заданого інтеграла формулу інтегрування час+ тинами, одержимо:
H1 |
x arctg xdx = |
x2 |
arctg x |
|
– |
1 |
x2 |
|
|
dx |
|
= |
1 |
$ – |
1 |
1 |
x2 1 |
1 |
dx = |
1 |
|
|
|||||||||||||||||
|
0 |
H0 |
|
|
|
2 |
|
|
H0 |
2 |
|
||||||||
0 |
2 |
|
|
2 |
1 |
x |
|
|
2 4 |
2 |
1 x |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
422
Розділ VI. Інтегральне числення
|
$ |
|
1 |
( H1 dx – H1 |
|
|
|
dx |
) = $ – |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
$ |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
||||||||||||||
= |
– |
|
|
|
(x |
10 – arctg x |
10 ) = |
– |
(1 – 0 – |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
8 |
2 |
0 |
0 |
1 x |
8 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
– arctg 1 + arctg 0) = |
$ – |
|
1 |
(1 – |
$ ) = |
$ – |
1 |
+ |
$ |
= $ |
– |
|
1 |
|
= |
|
$ 2 |
. |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
2 |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
8 |
|
2 |
|
8 |
4 |
|
2 |
|
|
|
4 |
|
|||||||||
|
Приклад 6.205. Обчислити He ln2 xdx . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Розв’язок. Нехай |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
u ln2 x, |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
dv dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
du 2ln x |
|
|
dx, v x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
He ln2 xdx = xln2x |
|
1e – He 2ln x |
|
1 |
xdx = eln2e – 1ln21 – 2 He ln xdx = |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
= e – 2 He ln xdx = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
u ln x, |
dv dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
du |
1 |
dx, |
v x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= e – 2 He ln xdx = e – 2(xln x |
|
1e – He |
|
|
1 |
xdx ) = e – 2(eln e – 1ln 1 – |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– x 1e ) = e – 2e + 2e – 2 = e – 2.
Пригадаємо, що ln 1 = 0, ln e = 1.
423
Клепко В.Ю., Голець В.Л. «Вища математика в прикладах і задачах»
6.7.2. Приклади для самостійного розв’язку
6.206. H5 |
|
|
xdx |
. |
|
|
||
|
|
|
|
|
||||
0 |
|
|
1 3x |
|
|
|||
4 |
|
|
dx |
|
|
|||
6.208. H |
|
|
. |
|||||
|
|
|
|
|
||||
1 |
|
2x 1 |
||||||
0 |
|
|
||||||
6.210. lnH5 |
ex |
ex 1 |
dx . |
|||||
|
x |
|||||||
0 |
e |
3 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
0
6.212. H11 3 x 1 .
6.207. H9 |
xdx |
. |
|
|
|
||||
4 |
|
x 1 |
||
6.209. H5 |
|
xdx |
. |
|
|
|
|||
1 |
|
4x 5 |
$
H2 dx
6.211. 0 1 sin x cos x .
6.213. Ha |
x cos |
x |
dx . |
|
|||
a |
|
a |
|
|
|
|
|
$ |
|
|
|
6.214.
6.216.
6.218.
6.220.
6.222.
H2 ln xdx .
1 x5
H2 x ln(x 1)dx .
1
H1 x2 e –2xdx.
0
3 |
dx |
|
|
|
. |
||
|
|
||
H1 x2 1 x2 |
|||
|
H1 x ln(1 x2 )dx .
0
6.215. H4 x tg2 xdx .
0
6.217. He ln2 xdx .
1 x2
$
6.219. H2 (x2 1)sin 2xdx .
0 |
|
|
|
2 |
4 x2 |
||
6.221. H |
|
|
dx . |
x |
2 |
||
1 |
|
|
|
|
|
|
424