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

matem

.pdf
Скачиваний:
34
Добавлен:
27.03.2015
Размер:
1.17 Mб
Скачать

Р е ш е н и е

 

dv = dx;

v = x

 

¡

 

 

3

 

 

Z

 

 

 

 

 

 

arcsin x dx =

2 u = arcsin x;

du =

p1dx x2 ;

=

 

4

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

x dx

 

 

d(x2)

 

 

= x arcsin x ¡ Z

p

 

= x arcsin x ¡ Z

2p

 

=

1 ¡ x2

1 ¡ x2

p

= x arcsin x + 1 ¡ x2 + c:

Иногда формулу интегрирования по частям приходится применять несколько раз.

П р и м е р 3. Найти

Z

(x + 1)3 sin x dx:

 

Р е ш е н и е

" dv = sin x dx;

v = ¡ cos x

# =

 

Z (x + 1)3 sin x dx =

 

 

u = (x + 1)3; du = 3(x + 1)2 dx;

 

= ¡(x + 1)3 cos x + 3 Z (x + 1)2 cos x dx =

 

 

u = (x + 1)2;

du = 2(x + 1) dx;

# = ¡(x + 1)3 cos x +

 

= " dv = cos x dx;

v = sin x

 

+ 3

µ(x + 1)2 ¡ 2 Z (x + 1) sin x dx= ¡(x + 1)3 cos x + 3(x + 1)2 sin x ¡

 

 

u = x + 1;

du = dx;

# =

 

¡ 6 Z (x + 1) sin x dx = " dv = sin x dx; v = ¡ cos x

= ¡(x + 1)3 cos x + 3(x + 1)2 sin x ¡ 6

µ¡(x + 1) cos x + Z cos x dx=

= ¡(x + 1)3 cos x + 3(x + 1)2 sin x + 6(x + 1) cos x ¡ 6 sin x + c:

111

При вычислении некоторых интегралов удобно вначале ввести новую переменную интегрирования, а затем применить формулу интегрирования по частям.

П р и м е р

4. Найти

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

x3 e¡x2 dx:

 

Р е ш е н и е

x2 e¡x

d(x2) = [x2 = t] = 2 Z

t e¡t dt =

Z x3 e¡x

 

dx = 2 Z

 

2

 

1

 

 

2

 

 

1

 

 

 

 

 

# = 2

 

 

 

e¡t dt=

= " dv = e¡t dt;

v = ¡ e¡t

µ¡t e¡t + Z

u = t;

du = dt;

 

1

 

 

 

 

=12(¡t e¡t ¡ e¡t) + c = ¡12 e¡x2 (x2 + 1) + c:

Внекоторых случаях удается получить уравнение относительно искомого интеграла. Решая это уравнение, находим интеграл.

П р и м е р

5.

Найти

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e6x sin 3x dx:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р е ш е н и е. Этот интеграл называют кольцевым. Интегрируя

его два раза по частям, снова приходим к этому же интегралу:

 

 

 

I = Z

e6x sin 3x dx =

2

dv = sin 3x dx;

v =

 

cos 3x

3 =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

u = e6x;

du = 6 e6x dx;

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

cos 3x

 

 

 

 

 

 

 

4

u = e6x;

 

du = 6 e6x dx;

5

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= ¡ 3

 

e6x + 2 Z

 

e6x cos 3x dx =2

dv = cos 3x dx; v =

sin 3x

 

3

 

 

 

 

= ¡

cos 3x

e6x + 2 µ

sin 3x

e6x ¡ 2 Z

e6x sin 3x dx:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

3

 

 

112

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В результате получили уравнение

I = ¡cos 3x e6x + 2 sin 3x e6x ¡ 4I: 3 3

Решаем его:

5I = 13 e6x(2 sin 3x ¡ cos 3x);

Z

I= e6x sin 3x dx = 151 e6x(2 sin 3x ¡ cos 3x) + c:

Пр и м е р 6. Найти

Z

dx

(x2 + 9)2 :

Р е ш е н и е. Интегрируя по частям выражение с показателем в знаменателе на единицу меньше, получим уравнение для нахождения исходного интеграла:

 

 

arctg

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

2 u =

 

 

 

 

 

;

 

 

du = ¡

 

 

 

;

3

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 + 9

(x2 + 9)2

3

3

x2 + 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dv = dx;

 

 

 

 

 

 

 

v = x

 

 

 

 

 

1

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x dx

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

+ 9

 

 

 

 

 

(x2

+ 9)2

 

 

 

 

 

x2

+ 9

 

 

 

 

 

 

 

(x2 + 9)2

 

 

 

 

 

=

 

 

x

 

+ 2

 

 

 

 

 

x2 dx

=

 

 

 

x

 

+ 2

 

 

(x2 + 9) ¡ 9

dx =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

+ 2 Z

 

 

 

 

¡ 18 Z

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 + 9

x2 + 9

(x2 + 9)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

x

¡ 18 Z

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

arctg

 

 

=

 

 

 

+

 

 

arctg

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

3

x2 + 9

3

3

 

(x2 + 9)2

 

 

 

Решая его, окончательно получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

1

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

 

=

 

 

 

 

µ

 

 

+

 

 

arctg

 

+ c:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x2 + 9)2

18

 

x2 + 9

3

3

 

 

 

 

 

113

Задачи для практических занятий

Z

18.1.(x + 1) sin 5x dx.

Z

18.3.(x + 1) e3x dx.

Z

18.5.(x + 2)2 cos x dx.

Z

18.2.(2x + 5) cos 2x dx.

Z

18.4.(3x2 + 5x) sin x dx.

Zx2

18.6.ex dx.

Z Z

18.7.ln x dx.

Zp

18.9.e x dx.

Z

18.11.ex cos x dx.

Z

18.13.x sin 2x dx.

Z

18.15.x e¡x dx.

Z

18.8.arctg x dx.

18.10. Z

cos p

 

 

dx.

x + 1

18.12. Z

 

dx

 

 

.

 

(x2 + 4)2

Домашнее задание

Z

18.14.x cos 3x dx.

Z

18.16.x2 sin(5x ¡ 2) dx.

Z

18.17.

(5x2 + 3x) cos 2x dx. 18.18. (x + 1)2 e3x dx.

Z

Z

18.19.arcctg x dx.

Zp

18.21.e x+1 dx.

18.20.ln(x2 + 1) dx.

18.22. Z cos 3px dx.

114

18.23. Z

ex sin x dx.

18.24. Z

dx

 

.

(x2 + 1)2

Ответы

18.1. ¡

x + 1

cos 5x +

1

 

sin 5x + c. 18.2.

2x + 5

sin 2x +

1

cos 2x + c.

5

 

 

 

25

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

1

 

e3x(3x + 2) + c. 18.4. (6 ¡ 5x ¡ 3x2) cos x + (6x + 5) sin x + c.

18.3.

 

 

9

18.5. (x+2)2 sin x+2(x+2) cos 2 sin x+c. 18.6. ¡ e¡x(x2+2x+2)+c.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18.7. x(ln 1) + c. 18.8. x arctg

2

ln(1 + x ) + c. 18.9. 2 e

 

 

 

 

 

(

 

x ¡

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡ 1)+c. 18.10. 2(

 

 

 

 

x + 1 sin x + 1+cos

 

 

x + 1)+c. 18.11.

2

e

 

 

(sin x +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

x

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ cos x) + c. 18.12.

 

 

µ

 

+

 

 

 

arctg

 

 

 

+ c. 18.13. ¡

 

 

cos 2x +

8

 

x2 + 4

2

 

 

2

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

sin 2x + c. 18.14.

 

 

sin 3x +

 

 

cos 3x + c. 18.15. ¡(x + 1) e¡x + c.

4

 

3

9

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

18.16. µ¡

 

 

+

 

 

 

 

cos(5x ¡ 2) +

 

 

sin(5x ¡ 2) + c. 18.17.

 

 

 

(10x2 +

 

5

125

25

4

+ 6x ¡5) sin 2x +

1

(10x + 3) cos 2x + c. 18.18.

1

(9x2 + 12x + 5) e3x + c.

 

4

 

 

27

18.19. x arcctg x+

1

ln(1+x2)+c. 18.20. x ln(x2 +1)¡2x+2 arctg x+c.

 

2

 

 

 

 

 

 

 

p

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

p

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18.21. 2 e

 

 

 

 

(

 

 

x + 1 ¡ 1) + c. 18.22.

 

9

(3

 

x sin 3 x + cos 3

 

 

 

 

x) + c.

1

ex(sin x ¡ cos x) + c. 18.24.

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

+

 

arctg x

+ c.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18.23.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2(x2 + 1)

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19.Определенный интеграл

1.Формула Ньютона-Лейбница.

Если у непрерывной функции f(x) существует первообразная F (x), то справедлива формула Ньютона-Лейбница

Z

b

f(x) dx = F (x)¯a = F (b) ¡ F (a):

a

 

¯

b

 

 

¯

 

 

 

¯

 

115

 

 

П р и м е р

1.

Найти

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z12

(x + 1)3 dx:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р е ш е н и е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

¯

2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z (x + 1)3 dx =

4

 

(x + 1)4¯1 =

 

 

4

(34

 

 

 

 

 

 

¡ 2 4 ) =

4

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и м е р

2.

Найти

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z0p sin2 x dx:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р е ш е н и е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

sin x dx =

 

Z (1 ¡ cos 2x) dx =

 

 

 

 

µx ¡

 

 

 

 

¶¯0

= 2:

 

 

 

 

 

 

 

2

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

sin 2x

¯

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

2

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и м е р

3.

Найти

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z1

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 + 7x + 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z1

Р е ш е н и е

 

 

 

(x + 2)(x + 5) = 3 Z1

µx + 2 ¡ x + 5

dx =

 

 

x2 + 7x + 10 dx = Z1

 

 

2

 

dx

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 3(ln jx + 2j ¡ ln jx + 5j)¯1

= 3 ln

¯x + 5

¯¯1

=

3

µln 7 ¡ ln

6

=

3 ln

7:

1

 

 

 

 

 

 

¯

2

 

 

 

 

1

¯

x + 2

¯¯

2

 

1

4

 

 

 

 

3

 

 

 

 

1 8

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

¯¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

116

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

¯¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Замена переменной в определенном интеграле.

Если функция f(x) непрерывна при a · x · b, функция x = x(t) непрерывна вместе со своей производной x0(t) при c · t · d, при этом a = x(c) и b = x(d), то имеет место формула замены переменной

Zb Zd

f(x) dx = f(x(t))x0(t) dt:

ac

Особо отметим, что так как меняется переменная интегрирования, то меняются и пределы интегрирования. При этом нет надобности переходить к старым переменным, как это делалось в неопределенном интеграле, а дальнейшие вычисления можно производить

вновых переменных.

Пр и м е р 4. Найти

Z6 e2px+3

px + 3 dx:

1

Р е ш е н и е. После замены px + 3 = tpмы должны изменить

пределы интегрирования. Если x = 1, то t = 1 + 3 = 2. Если x = 6, то t = p6 + 3 = 3. Итак,

6

e2p

 

3

e2t

x+3

Z1

 

 

dx = [p

 

= t; x = t2 ¡ 3; dx = 2t dt] = Z2

 

2t dt =

p

 

 

 

x + 3

 

 

 

t

x + 3

Z3

= 2

2

П р и м е р 5. Найти

 

 

 

 

 

 

¯

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e2t dt = e2t

¯

 

= e6

¡ e4:

¯2

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

Z1

 

p

 

 

 

 

 

 

 

px +xp3 x dx:

 

64

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

117

Р е ш е н и е

 

 

 

 

 

 

 

Z1

p

 

 

x dx = [p6 x = t; x = t6

; dx = 6t5 dt;

px +xp3

64

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

t3

если x = 1, то t = 1; если x = 64, то t = 2 ] = Z1

 

6t5 dt =

t3 + t2

= 6 Z1

t + 1 dt = 6 Z1

 

(t ) t + 1 ¡ dt = 6 Z1

µt4 ¡ t2 + 1 ¡ t + 1

2

t6

 

 

2

 

 

2 3 + 13

1

 

 

 

2

 

1

 

 

 

 

= 6 µt5

¡ t3

+ t ¡ ln jt + 1j¶¯¯1 =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

3

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

32

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

¯

 

 

 

= 6 µ

 

 

 

 

¡

 

 

+ 2 ¡ ln 3 ¡

 

+

 

 

 

¡ 1 + ln 2=

 

 

 

5

 

3

5

3

 

= 6

µ 5

¡ 3 + 1 + ln 3

=

 

 

 

5 + 6 ln

3:

 

 

 

 

 

 

 

31

7

 

 

 

2

 

 

146

2

 

П р и м е р 6.

Найти

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

x2 1 ¡ x2 dx:

 

 

 

 

 

 

 

Р е ш е н и е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z 2 x2

 

dx = [x = sin t; dx = cos t dt] = Z4 sin2 t cos2 t dt =

1 ¡ x2

0

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

µt ¡ 4

 

p

 

 

 

= 4

Z

sin 2t dt =

8

Z

(1 ¡ cos 4t) dt = 8

 

= 32:

¶¯0

1

4

 

 

1

4

 

 

1

sin 4t

¯

4

 

 

 

0

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

118

3. Интегрирование по частям.

Формула интегрирования по частям для определенного интеграла имеет вид

 

 

 

 

b

 

 

 

 

¯

b

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u dv = uv¯a ¡ Z

v du:

 

 

 

 

 

 

П р и м е р 7. Найти

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z0p(2x + 3) sin 5x dx:

 

 

 

 

 

 

 

Р е ш е н и е

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

du = 2cos 5x

3

=

(2x + 3) sin 5x dx =

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

u = 2x + 3;

 

 

 

 

 

dx;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

¡

 

5

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

Z

 

 

 

 

 

 

 

dv = sin 5x dx;

v =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 3

 

 

 

 

p

 

2

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= ¡

 

5

 

 

cos 5x¯0 +

5

Z

cos 5x dx =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p + 3

 

 

3

2

 

 

 

¯

2p + 6

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

5

 

+

5

+

25

sin 5x¯0 =

5

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Интегралы с бесконечными пределами.

Вслучае существования подобный интеграл считается так:

+1

 

+

 

 

 

a

¯

1

 

 

 

f(x) dx = F (x)

¯

 

lim F (x)

 

F (a):

Z

¯a

= x!+1

¡

 

 

¯

 

 

 

 

П р и м е р 8. Найти

Z+1

dx

x2 + 2x + 2:

0

119

Р е ш е н и е

 

 

 

Z

(x + 1)2 + 1

= arctg (x + 1)¯0

=

Z

x2 + 2x + 2 =

+1

dx

 

 

+1

 

dx

 

 

 

¯

+

1

0

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

= x

lim

arctg

(x + 1)

¡ arctg

1 = p

¡

p = p :

 

 

!

+

1

 

 

2

4 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.Интегралы от четных и нечетных функций

всимметричных пределах.

1. Для четной функции f(x) на интервале [¡a; a] выполняется

Za Za

f(x) dx = 2 f(x) dx:

¡a

0

2. Для нечетной функции f(x) на интервале [¡a; a] имеем

Za

f(x) dx = 0:

¡a

П р и м е р 9. Найти

Zp

j sin xj dx:

¡p

Р е ш е н и е.

Функция f(x) = j sin xj четная. Поэтому

p

p

sin x dx = 2(¡ cos x)¯0

= 4:

Zp j sin xj dx = 2 Z

 

 

¯

p

 

¡

0

 

 

 

¯

 

 

 

 

¯

 

 

П р и м е р 10. Найти

Zp

x8 sin x dx:

¡p

120

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]