
matem
.pdf
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 x¡2 sin x+c. 18.6. ¡ e¡x(x2+2x+2)+c. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
p |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
18.7. x(ln x¡1) + c. 18.8. x arctg x¡ |
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