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

VII. Неопределённый интеграл

Вариант 18

Вычислить неопределённые интегралы:

 

 

 

 

1. Метод тождественных преобразований подынтегральной функции

а) ∫

(1 +

 

x )3

 

7

 

 

 

 

 

dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

x

 

б) ∫ 12 ctg x −

sin

 

dx .

 

 

 

 

 

 

x

2.

Метод замены переменной интегрирования

 

 

 

 

 

а) ∫e5x −4 dx ;

 

 

 

б) ∫

sin x

 

 

 

 

 

 

в) ∫

3 + 2x

 

 

 

 

 

 

 

dx ;

 

 

 

2 dx .

 

 

 

 

2 −3cos x

 

4

− x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Метод интегрирования по частям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫ (2 + x )7 x dx ;

б) ∫(7x −10 )sin (5x)dx ;

в) ∫ arctg (9x )dx ;

 

г) ∫

ln x

dx ;

 

 

 

 

д) ∫x tg 2 x dx .

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Интегрирование квадратичных полиномов

 

 

 

 

 

а) ∫

 

 

 

4 −3x

 

 

dx ;

б) ∫

2x +8

dx .

 

 

 

 

 

x

2

− 4x +

5

x2 + 2x + 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Метод интегрирования рациональных дробей

 

 

 

 

 

а) ∫

 

 

2x3 + 25

 

dx ;

б) ∫

x + 2

 

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

x

3

+ 2x

2

 

 

 

(x −1)

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ x

 

 

x

 

 

 

 

 

6.

Интегрирование тригонометрических функций

 

 

 

 

 

а) ∫sin 5 x cos3 x dx ;

б) ∫cos6 (2x)dx ;

 

в) ∫tg 4 (3x )dx ;

 

г) ∫cos ec4 (3x + 2)dx ;

д) ∫

dx

 

 

 

;

 

е) ∫sin (5x)cos (3x)dx ;

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos (3x)

 

 

 

 

 

 

 

 

ж) ∫ dx .

2 sin x + cos x

7. Интегрирование некоторых иррациональных функций

а) ∫x +x2 dx ;

б) ∫

x

dx2

;

в) ∫

x4dx

3

;

г) ∫

 

 

x

−16

 

(1 − x2 )

 

 

 

8. Разные интегралы

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫x−2 ln x dx ;

 

 

 

б) ∫cos5 x dx ;

 

 

 

в) ∫

г) ∫cos (2x)cos (3x)dx ;

 

 

д) ∫2 5x dx ;

 

 

 

е) ∫

x2 dx .

 

x2 +9

 

1 − 4x2 dx ;

 

1 − x

dx ;

5 − 4x − x2

 

 

 

x3

+3

 

 

 

 

x

 

x

 

2

ж)

 

 

 

dx ;

з)

 

sin

 

 

−cos

 

 

dx .

∫x3 − x2 − 2x

∫

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

160

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

Задания для самостоятельного решения

VII. Неопределённый интеграл

Вариант 19

Вычислить неопределённые интегралы:

1. Метод тождественных преобразований подынтегральной функции

 

 

 

 

 

7

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) ∫

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫

 

 

 

−

4

 

 

dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

x3

11ctg x +

+ x

2 dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

2.

Метод замены переменной интегрирования

 

 

 

 

а) ∫cos (3x −1 )dx ;

б) ∫

 

 

e2x

dx ;

 

 

 

 

в) ∫

5x − 2

dx .

 

1

2x

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−3e

 

 

 

 

 

 

4 + x

3.

Метод интегрирования по частям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫(2x +1 )e7 x dx ;

б) ∫(2 −3x)sin (4x )dx ;

в) ∫ arccos(5x )dx ;

 

г) ∫

 

x ln x dx ;

 

д) ∫x cos 2 x dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Интегрирование квадратичных полиномов

 

 

 

 

а) ∫

 

3x − 2

 

dx ;

б) ∫

 

 

4 −9x

 

 

 

dx .

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

2x2 − 6x +15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− 2x + 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Метод интегрирования рациональных дробей

 

 

 

 

а) ∫

5x3 −3

dx ;

 

б) ∫

 

 

x2 −1

 

 

 

dx .

 

 

 

 

x

3

−8

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x + 2 ) (x −3 )

 

 

 

 

 

6.

Интегрирование тригонометрических функций

 

 

 

а)

г)

ж)

∫

∫

∫

sin 2 x cos5 x dx ;

б) ∫cos4 (2x −1 )dx ;

в) ∫tg 5 (9x )dx ;

cos ec6 x dx ;

д) ∫sin(2x +1)cos(3x −1)dx;

е) ∫

dx

 

;

3

 

 

 

cos (6x)

 

dx .

3sin x + 2 cos x

7. Интегрирование некоторых иррациональных функций

а) ∫

dx

; б) ∫

9 + x2

dx ; в) ∫

x4 dx

; г) ∫

x2

− 225 dx

.

x +1 + (x +1 )3

(4x2 −1)

1 − 4x2

 

 

x

8. Разные интегралы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫arccos x dx ;

 

б) ∫

 

 

x + 2

 

dx ;

 

в) ∫

x2 −2

9 dx ;

 

 

 

9x

2

 

 

 

 

г) ∫arcsin2 x +1 dx ;

 

 

 

− 6x +13

 

 

 

 

x

 

 

 

 

д) ∫sin 4 (2x)cos2 (2x)dx ;

 

е) ∫

 

x

 

dx ;

 

 

1 − x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 − x2

 

 

ж) ∫

dx

 

;

 

з) ∫

 

 

dx

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

3 + cos x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos (2x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

161

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

Задания для самостоятельного решения

VII. Неопределённый интеграл

Вариант 20

Вычислить неопределённые интегралы:

1. Метод тождественных преобразований подынтегральной функции

 

а) ∫

cos (2x )

dx ;

 

б) ∫

7

x +5 6 x

5 dx .

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Метод замены переменной интегрирования

 

 

5 x3 +8 x

 

 

а) ∫95x −7 dx ;

 

 

 

 

б) ∫

 

dx

 

;

 

 

 

 

 

в) ∫

dx .

 

 

 

 

 

1 −5x

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16 + x

 

 

3.

Метод интегрирования по частям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫(7x + 3 )5x dx ;

 

б) ∫(8 −3x )cos (5x)dx ;

 

в) ∫(2x +1 )arctg x dx ;

 

г) ∫

ln x

dx ;

 

 

 

 

д) ∫

x cos

x

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin

x

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Интегрирование квадратичных полиномов

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫

 

 

 

3x − 25

 

dx ;

б) ∫

 

 

4 − 7x

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4x

2

 

 

5

+ 4x − x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−10x +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Метод интегрирования рациональных дробей

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫

 

 

x3 +1

 

 

 

 

б) ∫

 

2x +17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx ;

 

 

 

 

(x2 +1 )(x −1 )2

dx .

 

 

 

 

 

 

 

x2 − 2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Интегрирование тригонометрических функций

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫sin 3 (8x )cos2 (8x )dx ;

б) ∫sin 6 (2x +3 )dx ;

 

в) ∫ctg 7 x dx ;

 

г) ∫cos ec4 (6x )dx ;

 

д) ∫

 

 

 

dx

;

 

 

е) ∫sin (5x)sin (7x)dx ;

 

 

 

cos

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4x −7 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ж) ∫

 

 

 

 

 

dx

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5sin x + 3cos x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Интегрирование некоторых иррациональных функций

 

 

 

 

 

а) ∫3

x

dx

;

 

 

б) ∫

(4 + x2 )3 dx ;

 

 

в) ∫

x2 dx

;

г) ∫ 16x2 −1 dx .

 

 

 

 

 

 

 

+ 4 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

36 − x2

 

 

 

 

 

 

8.

Разные интегралы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

а) ∫tg 3 (2x)dx ;

 

 

 

 

б) ∫x2 3x dx ;

 

 

 

в) ∫

2x

 

dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

1 +1

 

г) ∫arctgx dx ;

 

 

 

 

д) ∫

 

5 − 2sin3 x

dx ;

 

е) ∫sec4 (3x)dx ;

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

sin

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

ж) ∫

 

 

 

 

 

 

 

 

з) ∫

 

x + 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1 + x2 )3

;

 

 

x2 (x2 +1)dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

162

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

Задания для самостоятельного решения

VII. Неопределённый интеграл

Вариант 21

Вычислить неопределённые интегралы:

1. Метод тождественных преобразований подынтегральной функции

 

(3 + 2x2

)2

 

 

 

12

 

 

а) ∫

 

 

 

dx ;

б) ∫ 1

−7 sin x +

 

 

 

dx .

x

3

 

5sin

2

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2.

Метод замены переменной интегрирования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 x3 −7x dx .

 

а) ∫x−2 9

x

dx ;

 

 

 

б) ∫

 

 

 

 

dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

в) ∫

 

 

 

 

3

+ 5x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16 − x2

 

3.

Метод интегрирования по частям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) ∫ arcsin x dx ;

 

 

а) ∫x2 7 x −1 dx ;

 

 

 

б) ∫(7 −6x )cos (3x )dx ;

 

 

 

г) ∫ln (x2 +1 )dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + x

 

 

 

 

д) ∫e x cos (2 −3x )dx .

 

 

 

 

 

 

 

4.

Интегрирование квадратичных полиномов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫

 

11x +15

 

dx ;

 

 

б) ∫

 

 

12 −17 x

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 − 2x − x

 

 

 

 

 

 

x2 −8x +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Метод интегрирования рациональных дробей

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫

x3 −5x2 +3x

 

 

 

б) ∫

 

23x2 + 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x3 +1 )

dx

;

 

 

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

(x − 4 )2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Интегрирование тригонометрических функций

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫sin8 x cos3 x dx ;

 

 

б) ∫cos6 (3 −5x )dx ;

 

 

 

 

 

в) ∫tg 5 (1 − x )dx ;

 

г) ∫cos ec4 (x + 7 )dx ;

 

д) ∫

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

е) ∫sin (7x)sin (3x)dx ;

 

 

 

cos

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3 − 4x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ж) ∫

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 + 2 sin x + cos x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Интегрирование некоторых иррациональных функций

 

 

 

 

 

а) ∫

33 x − 4 dx ;

 

б) ∫

x

2

 

dx ;

 

 

 

в) ∫

 

 

x

2

dx

;

г) ∫

x2 − 400 dx

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

4

 

 

 

 

 

x +1

 

 

 

 

(1 − x2 )3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 +9x2

 

 

 

 

 

8.

Разные интегралы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x4 dx

 

 

а) ∫ 3 x3 −8 x2 dx ;

 

 

б) ∫sin 4 (3x)dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

в) ∫

;

 

г) ∫arctg ( 8x −1)dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(16 − x2 )3

 

 

 

д) ∫

 

 

3x + 2

 

dx ;

 

 

 

 

 

е) ∫

2x +1

dx ;

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−6x +10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x − 4x

 

 

ж) ∫

 

 

dx

 

 

 

 

 

з) ∫

 

 

 

−2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

cos

 

 

 

x +

 

 

 

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

sin

3

(5x)

 

 

 

 

 

 

 

sin

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

163

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

Задания для самостоятельного решения

VII. Неопределённый интеграл

Вариант 22

Вычислить неопределённые интегралы:

1. Метод тождественных преобразований подынтегральной функции

 

5 −9x

 

 

 

 

5

 

 

4

 

 

а) ∫

dx ;

б) ∫

3x −1

−

2 +

 

 

dx .

3

 

 

2

 

 

x

 

 

 

7 (1 + x )

x

−5

 

 

 

 

 

 

 

2.

Метод замены переменной интегрирования

 

 

в) ∫6 sin x

 

 

 

а) ∫x e3−2x 2

dx ;

 

б) ∫

 

7 3 −8x dx ;

 

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos x

 

 

3.

Метод интегрирования по частям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫(x + 6 )5−x dx ;

 

б) ∫(3x − 2 )cos (2x )dx ;

 

 

в) ∫4 arccos (5x)dx ;

 

г) ∫ln 2 x dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

д) ∫

 

x

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Интегрирование квадратичных полиномов

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫

 

3x − 7

 

 

 

dx ;

 

б) ∫

 

 

2 − 7x

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

1 −16x − x

2

 

 

x2 −8x + 25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Метод интегрирования рациональных дробей

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫

 

 

 

 

2x

 

 

 

 

 

б) ∫

 

x3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x + 2 )2

(x2 +16 )dx ;

 

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3 + 27

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Интегрирование тригонометрических функций

 

 

 

 

 

а) ∫sin 2 (1 − x)cos 4 (1 − x )dx ;

 

 

б) ∫cos5 x dx ;

 

 

в) ∫ctg 4 (7x )dx ;

 

 

г) ∫cos ec4

x

 

д) ∫

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е) ∫cos (8x)cos (3x)dx ;

 

 

 

 

 

dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

3

4x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos x dx

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ж) ∫

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 +sin x + cos x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Интегрирование некоторых иррациональных функций

 

 

 

 

а) ∫

7 x +1 +3

dx ; б)

∫x2 (1 + x2 )

5

dx ; в) ∫

x2 dx

; г) ∫

4x2

−1 dx

.

 

(x +

1)

2

−

 

 

 

 

 

 

1

−9x2

5x

 

 

 

 

 

 

x +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

Разные интегралы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫

 

x − 2

dx ;

б) ∫(3x + 4)e3x dx ;

 

 

 

в) ∫tg 3 (4x)dx ;

 

 

 

 

7 −12x − 4x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г) ∫x2

4 − x2 dx ;

 

д) ∫sin (3x)sin (5x)dx ;

 

 

е) ∫ln (x +3)dx ;

 

 

ж) ∫

(1 − 2

 

x )

2

dx ;

 

з) ∫

x −arccos x

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

− x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

164

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

Задания для самостоятельного решения

VII. Неопределённый интеграл

Вариант 23

Вычислить неопределённые интегралы:

1. Метод тождественных преобразований подынтегральной функции

 

10x

8

−11x

 

 

 

23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫

 

 

 

dx ;

б) ∫

5tg x −

 

 

 

dx .

 

x

4

7 cos

2

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2.

Метод замены переменной интегрирования

 

x (1 − 2x2 )

 

 

а) ∫

 

7

 

dx ;

 

б) ∫

6

 

dx ;

 

в) ∫

dx .

 

5

−3x

 

7x +

 

 

16

+ x

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

3.

Метод интегрирования по частям

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫(3x −1 )2 x dx ;

б) ∫(9 −5x)sin (2x )dx ;

в) ∫ arccos(8x )dx ;

 

г) ∫

 

ln (x + 2 )

dx ;

д) ∫x tg 2 (3x )dx .

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x + 2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Интегрирование квадратичных полиномов

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫

 

7x −15

dx ;

б) ∫

12x −1

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

9 − 6x − x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4x

− 2x +5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Метод интегрирования рациональных дробей

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫

 

 

3x2 +5

 

б) ∫

7x5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx ;

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

(x2 −1)2

 

x3 −64

 

 

 

 

 

 

 

6.

Интегрирование тригонометрических функций

 

 

 

 

 

 

а)

г)

ж)

∫

∫

∫

sin 2 (3x )cos 4 (3x )dx ;

б) ∫sin 5 x dx ;

 

в) ∫ctg 4 (2x −1 )dx ;

cos ec4 (5x )dx ;

д) ∫

 

dx

 

 

;

е) ∫sin (4x)sin (3x)dx ;

cos

3

+ x)

 

 

(1

 

 

dx .

2 + 3cos x + 4 sin x

7. Интегрирование некоторых иррациональных функций

а) ∫3

15

 

x

x

dx ;

б) ∫

1 −121x2 dx ; в) ∫

dx

;

г) ∫x2 9x2 −1 dx .

 

 

x −

 

 

 

 

 

(4 + x2 )3

 

 

 

 

8. Разные интегралы

 

 

 

 

 

 

а) ∫

x5 −12x3 + 7

dx ;

б) ∫sin 5 x cos2 x dx ;

 

в) ∫e5x dx ;

 

x

3

+ 2x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

г) ∫

 

 

 

dx

 

 

;

 

 

д) ∫sec4 (2x)dx ;

 

 

е) ∫

;

x

2

 

 

9 + x

2

 

 

 

 

2 + cos x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ж) ∫(2x −5)cos(4x)dx ;

з) ∫11x − 2 dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3

 

 

 

 

 

165

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

Задания для самостоятельного решения

VII. Неопределённый интеграл

Вариант 24

Вычислить неопределённые интегралы:

1. Метод тождественных преобразований подынтегральной функции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

7 x2 − 2x +

 

 

dx ;

б)

∫

 

5 cos x −e x

+

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∫

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 − x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Метод замены переменной интегрирования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫5x 4−x 2 dx ;

 

 

 

 

б) ∫

4 arccos3 (3x )−7x dx ;

 

 

 

 

в) ∫

4x −1dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 −9x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Метод интегрирования по частям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

arcsinx dx ;

 

а) ∫(8x + 9 )8−x dx ;

б) ∫(7 − x)sin (9x )dx ;

 

 

 

 

 

 

в) ∫

 

 

 

 

 

ln (3x + 2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 − x

 

 

 

г) ∫

 

dx ;

д) ∫e−x sin x dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3x + 2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Интегрирование квадратичных полиномов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫

 

 

 

6x + 7

 

dx ;

 

 

б) ∫

 

 

 

9 −10x

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

15 −6x − x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− 4x +

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Метод интегрирования рациональных дробей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫

7x4 −5x + 2

dx ;

б) ∫

 

 

3x −5

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 2

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x + x − 2x

 

 

 

 

 

 

 

(x −1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Интегрирование тригонометрических функций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫sin 3 (7x )cos5 (7x )dx ;

б) ∫sin 6 (5x)dx ;

 

 

 

 

 

в) ∫tg 3 (3x − 4)dx ;

 

 

 

г) ∫sec4 (2x )dx ;

 

 

 

 

д) ∫

 

 

 

dx

 

 

;

 

 

 

 

е) ∫cos(9x)cos(11x)dx;

 

 

 

 

 

sin

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3x −5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ж) ∫

 

dx

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + 5sin x + 2 cos x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Интегрирование некоторых иррациональных функций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 2x +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

)3

 

 

 

 

9x2 −1 dx

 

 

 

а) ∫3 2x +1 − 2x +1 dx ; б) ∫x2

 

9 − x2 dx ; в) ∫ (1 +16x2

; г) ∫

 

3x2

.

 

8.

Разные интегралы

б) ∫3arcsin4 x +9x dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫ctg 4 (5x)dx ;

 

 

 

 

 

 

 

в) ∫

 

 

4 −3x

 

dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

−6x + x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 − x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г) ∫sin 3 (3x )cos2 (3x )dx ;

д) ∫(5tg x +3ctg x)dx ;

 

 

 

е) ∫

5x3 − 2x2 +9

 

;

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

x (x +1 )(x −3 )

 

ж) ∫(4x + 7 )cos (2x )dx ;

з) ∫

 

 

x2 −16 dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

166

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

Задания для самостоятельного решения

VII. Неопределённый интеграл

Вариант 25

Вычислить неопределённые интегралы:

1. Метод тождественных преобразований подынтегральной функции

 

 

 

1 −sin

3 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫

dx ;

 

б) ∫ 5sin x +

 

 

dx .

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

sin

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 − x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Метод замены переменной интегрирования

 

 

а) ∫2 5x dx ;

 

 

 

 

 

 

б) ∫3

x2

 

dx ;

 

 

 

 

 

 

в) ∫x − arccos x dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + x3

 

 

 

 

 

 

 

1 − x2

3.

Метод интегрирования по частям

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫(5 − 6x)e2x dx ;

 

 

б)

∫(4x − 2)cos (3x)dx ;

в) ∫7x arctg (5x )dx ;

 

г) ∫ln (x2 + 4)dx ;

 

 

д)

∫e x sin (6x)dx .

 

4.

Интегрирование квадратичных полиномов

 

 

а) ∫

 

 

x +11

 

 

 

dx ;

 

 

 

б) ∫

 

 

3x + 4

dx .

 

7

− 6x − 2x

2

 

 

 

 

2x2 − 6x +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Метод интегрирования рациональных дробей

 

 

а) ∫

 

 

x2 +

9x −12

 

 

 

 

б) ∫

5x −8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

dx .

 

 

(x −5)

2

(x

2

+9)

 

 

 

x

4

− x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Интегрирование тригонометрических функций

 

а) ∫sin 3 (2x )cos4 (2x )dx ;

б)

∫cos6 (8x)dx ;

 

 

в) ∫tg 4 (3x )dx ;

 

г) ∫cos ec6 x dx ;

 

 

д)

∫

 

dx

 

 

 

;

 

е) ∫sin (7x)sin (3x)dx ;

 

 

 

cos

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4x −7 )

 

 

 

ж) ∫ cos x dx .

2 +sin x + cos x

7. Интегрирование некоторых иррациональных функций

а) ∫3

15 x

dx ; б)

∫

 

x −

x

 

8.Разные интегралы

а) ∫x e3−2x 2 dx ;

г) ∫3

 

dx

;

 

 

 

 

x + 4

x

 

ж) ∫

 

 

x3 +

3

dx ;

x

3

2

− 2x

 

 

− x

 

4 − x

2 dx ; в) ∫

 

dx

; г) ∫

 

dx

.

 

 

 

 

 

(1 + x2 )3

 

x x2 −9

 

 

б)

∫

dx

 

;

 

в)

∫

 

cos x dx

 

;

(1 +16x2

)3

 

 

 

2 +sin x + cos x

д)

∫(3x − 2 )cos (2x )dx ;

 

е)

∫

2 − 7x

dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 −8x + 25

 

 

з)

∫

1 − 4x2 dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

167

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

Задания для самостоятельного решения

VIII. Определённый и несобственный интегралы

Вариант 1

1

1

1. Не вычисляя интегралов, указать, какой из них больше ∫e x dx ;

∫x dx .

0

0

2.Оценить интеграл, т.е. указать два числа, между которыми заключено зна-

чение интеграла ∫4 (x2 + x −5 )dx .

1

3. Найти среднее интегральное значение функции на интервале интегрирова-

ния f (x) = cos x ;

 

π

;

π

x

4

3

.

 

 

 

 

4. Вычислить указанные интегралы:

1

3

 

 

dx

 

1

4

dx .

а) ∫x3 dx ;

б) ∫

 

 

;

в) ∫x 4 x dx ;

г) ∫

 

2

− 2x −8

0

2 x

 

 

0

0

x + 5

5. Найти площадь плоской фигуры, ограниченной указанными линиями. Вы-

полнить чертёж.

а) y = 4 − x2 ; y = 0 ; б) y = x2 9 − x2 ; y = 0 ; x [0; 3 ]; в) ρ =1 −sin ϕ ; ρ =1.

6. Найти объём тела, полученного вращением указанных линий: а) вокруг оси

Ox ; б) вокруг оси Oy . Выполнить чертёж.

а) y = e x ; y = 0 ; x = 0 ; x =1;

б) x2 − y 2 = 4 ; y = ±2 .

7. Найти длину линии или её части, соответствующей указанному интервалу

 

−t

3

изменения аргумента или указанным точкам на данной линии x = 3t

.

 

2

 

y = 3t

 

 

8. Найти площадь поверхности, полученной вращением данной линии или её части, соответствующей данному интервалу изменения аргумента или дан-

ным точкам на линии y 2 = 4x ; x [0; 1 ]; (Ox ) .

9. Исследовать на сходимость указанные несобственные интегралы:

 

 

 

 

 

 

π

 

∞

(x2 +1 )dx ;

∞

 

dx

 

2

1

а) ∫

б) ∫

 

;

в) ∫ctgx dx ;

г) ∫ln x dx .

x

3

−∞

0

+1

0

0

 

 

 

168

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

Задания для самостоятельного решения

VIII. Определённый и несобственный интегралы

Вариант 2

1. Не вычисляя интегралов, указать, какой из них больше

2∫(x2 +1 )dx ;

∫2 x dx .

 

1

1

2.Оценить интеграл, т.е. указать два числа, между которыми заключено зна-

2

чение интеграла ∫e x 2 dx .

0

3. Найти среднее интегральное значение функции на интервале интегрирова-

ния f (x) = sin x ;

π

;

π

 

 

 

 

 

 

 

x

6

4

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Вычислить указанные интегралы:

π

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

2

 

 

 

dx

 

2

1

dx

 

 

а) ∫

 

;

б) ∫

 

 

 

;

в) ∫x cos x dx ;

г) ∫

3

.

 

2

 

2 +3x − 2x2

x +

 

1

1 + x

 

3

 

 

π

0

 

x

3

 

 

 

4

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

5. Найти площадь плоской фигуры, ограниченной указанными линиями. Вы-

полнить чертёж.

а) x y = 4 ; y = 0 ; x =1; x = 4 ;

б) y = x2 4 − x2 ; y = 0 ; x [0; 2 ];

в) ρ = cos (2ϕ ).

6. Найти объём тела, полученного вращением указанных линий: а) вокруг оси

Ox ; б) вокруг оси Oy . Выполнить чертёж.

а) y = x2 ; y = 0 ; x = 2 ;

б) x = 3(t −sin t )

;

y ≥3 .

 

y = 3(1 −cost )

 

 

7. Найти длину линии или её части, соответствующей указанному интервалу изменения аргумента или указанным точкам на данной линии y =1 −ln (cos x );

x 0; π6 .

8. Найти площадь поверхности, полученной вращением данной линии или её части, соответствующей данному интервалу изменения аргумента или дан-

ным точкам на линии

y =

x3

;

x [0; 1 ]; (Ox ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Исследовать на сходимость указанные несобственные интегралы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

∞

 

 

∞

 

x dx

 

2

4

 

 

dx

 

а) ∫

dx

;

б) ∫

arctg

;

в) ∫tgx dx ;

г) ∫

 

 

.

 

2

+1

 

2

− 4x +3

1

x

1

 

x

 

0

2 x

 

 

169

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]