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

MI_T2TerekhovSV

.pdf
Скачиваний:
281
Добавлен:
13.04.2015
Размер:
14 Мб
Скачать
☆

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

VI. Дифференциальное исчисление

Вариант 23

1. Найти производные следующих функций, пользуясь определени-

ем производной: а) f (x)=

1

x

 

 

; б) f (x) = 5sin

 

.

3x + 2

2

 

 

 

2. Продифференцировать указанные функции.

а) y = ln (sin (2x))−

1

cos2

(3x);

б) y =

x

 

+

3 x ;

2

2 −3x2

 

 

 

 

(8x )

 

 

 

 

 

4

 

3

ln

;

г) y = e

1 − 2 t

 

9

;

в) y =

3 − x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t −1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a + x

 

 

 

x

 

 

 

 

 

x = a (cos t +t sin t )

 

 

 

;

e)

= x y

2

−b

2

;

ж)

 

.

 

 

 

д) y = arctg

1 − a x

 

y

 

 

−t cos t )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = a (sin t

 

3. Найти производную второго порядка от указанных функций.

 

a) y = (2x +1)sin (3x), x 0 = 0 ;

б) x = 3sin t ;

 

 

в) x 4 − x y + y 4 =1 .

 

 

 

 

 

 

 

y = 2 tg t

 

 

 

 

 

4. Составить уравнения касательной и нормали к указанным лини-

ям либо в указанной точке, либо при указанном значении парамет-

ра: а) y 2 = x3 , x 0 = 0 ;

 

б) x = ln (1 +t 2 ), t0 = 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Найти указанные пределы с помощью правила Лопиталя.

 

 

 

 

 

ln (cos x)

 

 

 

 

 

e

2x − e x

 

 

 

 

π x

 

а) lim

 

 

 

 

 

 

;

б) lim

 

 

 

 

 

;

в) lim

(1

− x)tg

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π ln (cos (3x))+1

 

x→0 sin (3x)−sin (5x)

 

 

 

 

2

 

 

 

 

x→1

 

 

 

x→ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

cos (2x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

д) lim x x + ln x .

 

 

 

 

 

 

 

г) lim

 

 

 

−

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

x →0 sin x

 

 

 

x→0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Провести полное исследование и построить график функции

f (x) =

x −3

.

 

 

4 (x + 5)

140

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

VI. Дифференциальное исчисление

Вариант 24

1.

Найти производные следующих функций, пользуясь определени-

ем производной: а) f (x)=

1

 

; б) f (x) = 5ln(3x + 2).

 

x3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Продифференцировать указанные функции.

 

 

а) y =

x 3

arcctg (2x)−ln(x2 +1)

; б) y = 5 2 −3x2 +10−8x + 1

;

 

 

 

3

 

 

 

x

 

 

x

 

2 − x 3

 

;

 

в) y = sin

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a r c c o s ( t )

;

д) y = ln cos

e

 

 

 

 

 

 

г) y = 3 cosec2 x tg(3

е) 2 x y 2 = tg(y − x);

2 x );

ж) y = e 2 t

x = e−t

.

+ t

3. Найти производную второго порядка от указанных функций.

 

1

 

 

 

x = arctg t

 

 

 

 

а) y = ln 2 x +

, x

0

=1 ;

б)

 

2

)

;

в) y sin x = ln y .

x

 

 

 

 

 

+ t

 

 

 

 

 

 

 

y = ln (1

 

 

 

4. Составить уравнения касательной и нормали к указанным лини-

ям либо в указанной точке, либо при указанном значении парамет-

 

x 3

 

x = 3 cos t

 

π

 

ра: а) y =

 

, x0 = −1;

б)

, t 0 =

 

.

3

3

 

 

y = sin t

 

 

5. Найти указанные пределы с помощью правила Лопиталя.

а) lim

 

 

x

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞ ln 2 (3x)

 

 

 

 

 

 

г) lim

 

cos x

 

 

−

1

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→2

π x − 2π

 

sin x

 

б) lim

7 3 x − 3 2 x

;

в) lim ((1 − cos x)ctgx );

 

 

 

x→0 tgx + x 3

 

x→0

1

 

 

 

д) lim x

x 2 −1

.

 

 

x→1

 

 

6. Провести полное исследование и построить график функции

f (x) = 3xx+−62 .

141

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

VI. Дифференциальное исчисление

Вариант 25

1.Найти производные следующих функций, пользуясь определени-

ем производной: а) f (x)= x2 −3x ; б) f (x) = 2 cos(x −1).

2.Продифференцировать указанные функции.

а) y = 1

+ 3

4 −5x2 + e− x ;

 

 

2x

 

 

 

 

 

 

sin (5x)

 

 

 

в)

y = cos

2

x

 

+

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 −cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin

 

 

 

 

 

 

д)

y = arcctg

 

 

7

 

;

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

г)

е)

 

 

 

x

 

 

 

 

sin

2

 

y =

4

1 − x

+3

;

 

3

x + 2

 

 

 

y = 3 x − 8x2 e− x + 2 ;

y 2 − 2xy +b2 = 0 ;

ж) x = ln(3 −t 2 ).

 

 

2

+ e

−t

 

y = t

 

 

3. Найти производную второго порядка от указанных функций.

а) y =

ln(x − 2)

 

, x0 =1 ;

б) x = 5 cos t ;

в) 3y −3x = 2 y .

x − 2

 

 

y = 4sin t

 

4. Составить уравнения касательной и нормали к указанным лини-

ям либо в указанной точке, либо при указанном значении парамет-

ра: а) y = x3 , x0

=1;

 

 

 

 

 

t

, t0 = 0 .

 

 

 

 

б) x

 

= 2 e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Найти указанные пределы с помощью правила Лопиталя.

 

 

 

 

 

x2 + 3x

 

 

 

 

 

 

 

 

ln(9 −

2x2 )

 

 

 

π

а)

lim

 

 

 

;

 

 

 

б)

lim

 

 

 

 

 

 

;

в)

lim arccos x −

 

ctgx ;

 

ln x

 

 

 

 

sin(2π x)

2

 

x→∞

 

 

 

 

 

 

 

x→2

 

 

 

x→0

 

г)

 

 

1

 

 

1

 

;

д)

 

(ctg(3x))sin(3x).

 

 

 

 

lim

 

−

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

x →0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0 2 x −1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Провести полное исследование и построить график функции

f (x) = x − 2x .

142

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Модульный блок № 3

Задания для самостоятельного решения

VII. Неопределённый интеграл

Вариант 1

Вычислить неопределённые интегралы:

1. Метод тождественных преобразований подынтегральной функции

 

1 −sin

3

x

 

 

3

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫

 

 

 

 

dx ;

б) ∫ 14x

 

+

 

 

 

dx .

sin

2

x

 

 

1 + x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Метод замены переменной интегрирования

 

 

 

 

 

а) ∫e2x dx ;

 

 

 

б) ∫

1 +ln x

dx ;

в) ∫

arctg x + x

dx .

 

 

 

 

 

 

x

 

 

1

+ x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Метод интегрирования по частям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫ln x dx ;

 

 

 

б) ∫x e2x dx ;

в) ∫x arctgx dx ;

 

г) ∫x2 cos x dx ;

д) ∫e2x sin x dx .

 

 

 

 

 

4.

Интегрирование квадратичных полиномов

 

 

 

 

 

а) ∫

x + 5

 

 

dx ;

б) ∫

 

 

2 − x

dx .

 

 

 

 

 

3 − 4x − 4x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9x2 + 6x +13

 

 

 

 

5.

Метод интегрирования рациональных дробей

 

 

 

 

 

а) ∫

2x3 +1

dx ;

 

 

б) ∫

 

 

x2

+1

 

dx .

 

 

 

 

 

3

 

 

(x

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x −1

 

 

 

 

+1) (x − 2)

 

 

 

 

 

6.

Интегрирование тригонометрических функций

 

 

 

 

 

а) ∫sin 2 x cos 2 x dx ;

б) ∫cos3 (2x)dx ;

в) ∫tg 5 x dx ;

 

 

г) ∫sec4 x dx ;

 

 

 

д) ∫

 

 

dx

 

 

;

 

е) ∫sin (2x)cos (3x)dx ;

 

 

 

 

sin

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4x)

 

 

 

 

 

 

 

 

ж) ∫

dx

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 +3cos x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Интегрирование некоторых иррациональных функций

 

 

 

 

 

а) ∫3

x +1

 

dx ;

 

 

б) ∫ 4 − x2 dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

3x +

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

г) ∫x2

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) ∫(25 + x2 )

25 + x2 ;

x2 −9 .

 

 

 

 

 

8. Разные интегралы

 

 

 

 

9

 

а)

7 x2

− 2x +

 

dx ;

x

 

∫

 

 

 

г)

∫

 

 

dx

 

 

;

1 + 5sin x + 2 cos x

ж) ∫x2

9 − x2 dx ;

б)

∫

 

 

 

 

6x + 7

 

 

dx ;

в)

∫sec4 (2x )dx ;

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

− 4x +1

 

 

д)

∫

ln (3x + 2 )

dx ;

е)

∫sin 6 (5x)dx ;

3

 

 

 

 

(3x + 2 )

 

 

 

 

 

з)

∫

 

 

 

3x −5

 

dx .

 

 

x

2

 

 

 

 

 

(x −1)

 

 

 

 

 

143

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

VII. Неопределённый интеграл

Вариант 2

Вычислить неопределённые интегралы:

1. Метод тождественных преобразований подынтегральной функции

 

а) ∫x−2 (1 − x)3 dx ;

б) ∫

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5sin x +

 

2

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 − x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Метод замены переменной интегрирования

в) ∫ e x + e2x

 

 

 

 

а) ∫tg (5x)dx ;

 

б) ∫

 

x3

dx ;

 

 

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 − x8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + e2x

 

 

 

3.

Метод интегрирования по частям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∫

 

 

 

2 e

−

x

 

 

 

 

∫

x sin (5x)dx ;

 

 

 

 

 

∫

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

а)

 

x

 

2 dx ;

 

б)

 

 

 

 

 

в)

 

x arctg

 

dx ;

 

г) ∫x ln(x2 +3)dx ;

д) ∫e2x cos x dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Интегрирование квадратичных полиномов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫

 

 

 

2x − 6

dx ;

б) ∫

 

3x +1

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

8x − x2 −12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+5x + 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Метод интегрирования рациональных дробей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫

 

 

3x + 5

dx ;

б) ∫

x3 +5x −1

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

+ x

 

 

 

 

x

−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Интегрирование тригонометрических функций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫

cos5 x

 

dx ;

б) ∫sin 6

(3x)dx ;

 

 

в) ∫ctg 3 (2x)dx ;

г) ∫

 

dx

 

 

;

 

 

sin

3

x

 

 

sin

3

(2x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д) ∫cos ec4 x dx ; е) ∫sin (5x)cos (3x)dx ;

ж) ∫

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3sin x − 4 cos x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Интегрирование некоторых иррациональных функций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

б) ∫ 9 − x2 dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x +1 (3 x +1 +1);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) ∫

 

x2

 

dx

;

г) ∫

 

x2 −4 1 dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16 + x2

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

Разные интегралы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

г)

∫

∫

(8x + 9 )8−x dx ;

 

3

 

9 −10x

dx ;

б) ∫ 5cos x −e x +

dx ; в) ∫

 

 

 

 

4 − x2

 

15 −6x − x2

5x 4−x

2

dx ;

д) ∫cos (9x)cos (11x)dx ;

е) ∫

9x2 −1 dx

;

 

3x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

ж) ∫

arcsin x dx ;

з) ∫tg 3 (3x − 4)dx .

 

2 − x

 

144

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

VII. Неопределённый интеграл

Вариант 3

Вычислить неопределённые интегралы:

1. Метод тождественных преобразований подынтегральной функции

 

а)

∫

 

x

 

 

 

x

 

2

 

∫

1 −3x

+ 7x4

 

 

 

 

 

 

 

sin

 

− cos

 

 

dx ; б)

 

 

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Метод замены переменной интегрирования

в) ∫arcsin2 x +1 dx .

 

а) ∫2 5x dx ;

 

 

 

 

 

 

б) ∫

 

x

dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

− x2

 

 

 

 

1 − x2

3.

Метод интегрирования по частям

 

 

в) ∫x2 3x dx ;

 

а) ∫arccos x dx ;

 

 

б) ∫x−5 ln x dx ;

 

 

 

г) ∫arctgx dx ;

 

 

д) ∫e x sin(2x)dx .

 

 

 

 

 

4.

Интегрирование квадратичных полиномов

 

 

 

 

 

а) ∫

 

 

x + 2

 

 

dx ;

 

б) ∫

 

1 − x

 

dx .

 

 

 

 

 

9x

2

 

 

 

 

5 − 4x − x2

 

 

 

 

 

 

 

− 6x +13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Метод интегрирования рациональных дробей

 

 

 

 

 

а) ∫

 

 

x3 +3

 

 

 

 

 

 

б) ∫

x + 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx ;

 

 

 

(x2 +1)dx .

 

 

 

 

 

x3 − x2 − 2x

 

 

x2

 

 

 

 

6.

Интегрирование тригонометрических функций

 

 

 

 

 

а) ∫sin 4 (2x)cos2 (2x)dx ;

б) ∫cos5 x dx ;

в) ∫tg 3 (2x)dx ;

г) ∫sec4 (3x)dx ;

 

д) ∫

 

 

dx

 

 

;

 

 

 

 

 

е) ∫cos(2x)cos(3x)dx ;

 

ж) ∫

 

dx

.

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

3

+ cos x

 

 

 

 

cos (2x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Интегрирование некоторых иррациональных функций

 

 

 

а) ∫

 

 

 

x

 

 

dx ;

 

 

б) ∫ 1 − 4x2 dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x +1 +

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) ∫

 

 

 

dx

 

 

;

 

 

 

г) ∫ x2 −2 9 dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1 + x2 )3

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

Разные интегралы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫3

8 2x +1

dx ;

 

 

2x +1 − 2x +1

 

г) ∫

7x4 −5x + 2

dx ;

 

3 2

 

 

x

+ x − 2x

 

ж) ∫(7 − x)sin (9x )dx ;

б) ∫

 

 

 

dx

 

)3

;

 

 

 

(1 +16x2

 

 

д) ∫

 

 

dx

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

sin

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3x −5)

 

 

 

 

 

 

∫

 

x

 

 

 

 

x

 

2

з)

cos

 

 

 

+sin

 

 

 

dx .

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) ∫sin 3 x cos5 x dx ;

е) ∫

 

6x + 7

 

dx ;

x

2

 

− 4x +1

 

145

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

VII. Неопределённый интеграл

Вариант 4

Вычислить неопределённые интегралы:

1. Метод тождественных преобразований подынтегральной функции

а)

 

3

 

6

 

15

 

 

 

x

 

x

 

2

 

 

+

 

 

−

 

 

dx ;

б)

cos

 

 

+sin

 

 

dx .

 

 

2

 

3

 

 

 

∫

 

 

x

 

x

 

 

∫

2

2

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Метод замены переменной интегрирования

 

 

 

 

3x −5 arctg 2 x

 

 

а) ∫ctg (3x)dx ;

 

б) ∫3

 

x

2

 

 

 

 

 

 

в) ∫

 

 

 

 

 

dx ;

 

 

 

 

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

1 + x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + x3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Метод интегрирования по частям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫(4 −3x)e−3x dx ;

 

б) ∫(x +5)sin (3x)dx ;

 

 

 

в) ∫arcsin (4x)dx ;

 

 

г) ∫

 

ln (x +3)

dx ;

 

д) ∫e3x sin(2x)dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x +3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Интегрирование квадратичных полиномов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫

 

 

 

3x +1

 

dx ;

 

б) ∫

 

 

 

4 − x

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

− 4x − 2x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 +8x + 25

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Метод интегрирования рациональных дробей

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫

 

x3 +1

 

 

 

 

 

б) ∫

 

 

x + 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx ;

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x − 2)(x − 4)

 

x4 +16x2

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Интегрирование тригонометрических функций

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫sin 2 x cos3 x dx ;

б) ∫cos4 (3x)dx ;

в) ∫ctg 3 (2x)dx ;

г) ∫cos ec4 x dx ;

 

 

 

 

д) ∫

 

 

 

dx

 

 

;

 

 

 

 

е) ∫sin (3x)cos x dx ;

 

ж) ∫

 

dx

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

5

+ 6 sin x

 

 

 

 

 

 

cos (5x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Интегрирование некоторых иррациональных функций

 

 

 

 

 

а) ∫3

dx

 

 

;

 

 

 

 

б) ∫

 

 

x4 dx

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x +

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

(1 − x2 )3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) ∫

 

 

dx

 

 

 

;

 

 

г) ∫

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4 + x2 )3

 

 

x x2 −9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

Разные интегралы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫

 

 

 

7x5

dx ;

 

б) ∫

 

 

7x −15

 

dx ;

 

 

 

в) ∫

6

dx ;

 

 

 

 

x

3

 

4x

2

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−64

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− 2x +

 

 

 

 

 

7x +11

 

 

г) ∫

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

;

д) ∫sin 5 x dx ;

 

 

 

 

 

е) ∫

10x8 −11x

dx ;

 

 

 

2

+ 3cos x + 4 sin x

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

ж) ∫

 

 

 

1 −121x2 dx ;

 

з) ∫x tg 2 (3x )dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

146

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

VII. Неопределённый интеграл

Вариант 5

Вычислить неопределённые интегралы:

 

 

 

 

 

 

 

1. Метод тождественных преобразований подынтегральной функции

 

а) ∫

(1 − 2 x )2

dx ;

 

 

 

−2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

б) ∫ cos x +

sin

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

2.

Метод замены переменной интегрирования

 

в) ∫x − arccos x dx .

 

а) ∫e5x dx ;

 

 

 

 

 

б) ∫ 3 x3 −8 x2 dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 − x2

3.

Метод интегрирования по частям

 

 

 

 

 

 

в) ∫arctg ( 8x −1)dx ;

 

а) ∫(3x + 4)e3x dx ;

б) ∫(2x −5)cos(4x)dx ;

 

 

г) ∫ln (x +3)dx ;

 

д) ∫5x sin x dx .

 

 

 

 

 

 

 

4.

Интегрирование квадратичных полиномов

 

 

 

 

а) ∫

 

 

 

3x + 2

 

 

dx ;

б) ∫

 

 

 

x − 2

 

 

dx .

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

7

−12x − 4x2

 

 

 

 

 

 

 

−6x +10

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Метод интегрирования рациональных дробей

 

 

 

 

а) ∫

 

x5

−12x3 + 7

dx ;

б) ∫

2x

+1

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

3

+ 2x

2

 

 

x

3

− 4x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Интегрирование тригонометрических функций

 

 

 

 

а) ∫sin 5 x cos 2 x dx ;

б) ∫sin 4 (3x)dx ;

в) ∫tg 3 (4x)dx ; г) ∫sec4 (2x)dx ;

 

д) ∫

 

 

 

dx

 

 

;

 

 

 

 

е) ∫sin (3x)sin (5x)dx ;

 

 

 

ж) ∫

 

dx

.

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

+ cos x

 

 

 

sin (5x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Интегрирование некоторых иррациональных функций

 

 

а) ∫x2

 

 

4 − x2 dx ;

б) ∫

 

 

 

x4 dx

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(16 − x2 )3

 

 

 

 

 

 

в) ∫

x2

dx

;

 

9 + x2

 

8. Разные интегралы

а) ∫

12x −1

dx ;

 

9 − 6x − x2

г) ∫3

15

x

dx ;

 

x −

x

 

ж) ∫(9 −5x)sin (2x )dx ;

г)

б)

д)

з)

∫x2 x−1 dx .

∫5 −73x dx ;

∫

 

3x2 +5

dx ;

 

 

 

(x2 −1)

2

 

 

 

 

 

 

 

23

 

 

 

5tg x −

 

 

 

 

 

 

 

2

 

∫

 

7 cos

 

dx .

 

 

 

 

x

в) ∫cos ec4 (5x )dx ;

е) ∫(3x −1 )2 x dx ;

147

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

VII. Неопределённый интеграл

Вариант 6

Вычислить неопределённые интегралы:

1. Метод тождественных преобразований подынтегральной функции

 

а) ∫

11x − 2 dx ;

б) ∫(5tg x +3ctg x)dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Метод замены переменной интегрирования

 

в) ∫3arcsin4 x +9x dx.

 

а) ∫102x −5 dx ;

б) ∫x

2x2 + 7 dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1− x2

3.

Метод интегрирования по частям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫(5 − 6x)e2x dx ;

б) ∫(4x + 7 )cos (2x )dx ;

 

в) ∫ arccos(3x −1)dx ;

 

г) ∫

ln (2x −9)

dx ;

д) ∫3x cos (5x )dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

(2x −9 )

 

 

 

 

 

4.

Интегрирование квадратичных полиномов

 

 

 

 

 

а) ∫

 

 

 

 

4 −3x

 

 

dx ;

б) ∫

 

 

2x +5

 

 

 

dx .

 

 

 

 

 

10 −6x + x

2

7

−12x − x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Метод интегрирования рациональных дробей

 

 

 

 

 

а) ∫

5x3 − 2x2 +9

б) ∫

 

x +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx ;

 

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

x (x +1 )(x −3 )

 

3x4 + 6x2

 

 

 

 

 

 

6.

Интегрирование тригонометрических функций

 

 

 

 

 

а) ∫sin 3 (3x )cos2 (3x )dx ;

б) ∫cos4 (2x −5)dx ;

 

в) ∫ctg 4 (5x)dx ;

 

г) ∫cos ec4 x dx ;

д) ∫

 

 

dx

 

 

 

;

 

 

е) ∫cos(2x)cos(5x)dx ;

 

 

cos

3

1 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4x +

 

 

 

 

 

 

 

ж) ∫

 

 

 

 

sin x dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 +sin x + cos x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Интегрирование некоторых иррациональных функций

 

а) ∫

1 +

3 x3

 

 

 

dx ; б) ∫

36 − x2 dx ;

 

в) ∫

dx

;

г) ∫ x2 −16 dx .

 

 

 

x4 +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(64 + x2 )3

 

 

 

 

8.

Разные интегралы

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫ arccos(8x )dx ;

б) ∫

 

 

 

 

 

;

 

 

в) ∫sin2(3x )cos4(3x )dx;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4 + x2 )3

 

 

 

 

ln (x + 2 )

 

 

г) ∫ctg 4 (2x −1 )dx ;

д) ∫sin (4x)sin (3x)dx ;

 

е) ∫

dx ;

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x (1 − 2x2 )

 

 

 

 

 

 

(x + 2 )

 

ж) ∫x

2

9x

2

−1 dx ;

з) ∫

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

16

+ x

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

148

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

VII. Неопределённый интеграл

Вариант 7

Вычислить неопределённые интегралы:

1. Метод тождественных преобразований подынтегральной функции

 

 

11 −

4

 

 

 

 

5

 

а) ∫

3

3

dx ;

б) ∫ 2 x + x−1 +

 

dx .

 

 

x

2

x

 

 

x

2

−7

 

 

 

 

 

 

2. Метод замены переменной интегрирования

 

 

∫cos (5x)dx ;

б) ∫x−

1

e x dx ;

 

 

а)

2

 

3.

Метод интегрирования по частям

 

 

а) ∫(5x − 2)e3x dx ;

б) ∫(4x − 2)cos (3x)dx ;

 

г) ∫ln (x −1)dx ;

д) ∫4 x cos(5x )dx .

 

4.

Интегрирование квадратичных полиномов

 

а) ∫

7x + 5

 

dx ;

б) ∫

 

 

3x −8

dx .

 

9 + 6x −8x

2

2x2 + 4x + 25

 

 

 

 

 

 

5. Метод интегрирования рациональных дробей

а) ∫

3x2 + 6x +1

dx ;

б) ∫

x3 −1

dx .

(x2 + 2)(x +1)2

 

5x3 + x2

в) ∫

1+2

1+tg x

dx.

 

cos

x 1+tgx

 

в) ∫x arctg (2x)dx ;

6. Интегрирование тригонометрических функций

а) ∫sin 5 x cos 4 x dx ;

б) ∫sin 4 (3x)dx ;

в) ∫ctg 3 (4x)dx ;

г) ∫cos ec4 x dx ;

 

 

 

д) ∫

dx

 

 

;

е) ∫cos(6x)cos(7x)dx;

ж) ∫

 

 

 

 

dx

 

.

3

 

 

1

− cos x −sin x

 

sin (2x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Интегрирование некоторых иррациональных функций

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫

x3

 

 

dx ;

б) ∫

x4

 

 

dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 +16

 

(4 − x2 )3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) ∫

x2 dx

;

г) ∫

x2 −4 4 dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

36 + x2

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Разные интегралы

 

 

x

 

 

 

 

 

 

3x − 7

 

 

 

а) ∫x e3−2x

2

 

 

б) ∫cos ec4

 

в) ∫

 

 

 

 

 

 

 

dx ;

 

 

dx ;

 

 

 

 

 

dx ;

 

 

 

1

−16x − x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

г) ∫

1 −sin

3 x

dx ;

д) ∫(3x − 2 )cos (2x )dx ;

е) ∫

 

x3

 

dx ;

2

 

x

3

27

 

 

sin

x

 

 

 

 

 

+

 

ж) ∫

5 −9x

dx ;

з) ∫

x

 

dx .

 

 

 

 

 

3

2

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

cos

x

 

 

 

 

 

149

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]