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

VIII. Определённый и несобственный интегралы

Вариант 3

2

2

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

∫(x −1 )dx .

1

1

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

π

чение интеграла ∫sin x dx .

0

3. Найти среднее интегральное значение функции на интервале интегрирова-

ния f (x) = 3x2 + x ;

x [0; 2 ].

 

 

 

 

 

4. Вычислить указанные интегралы:

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

1

0

 

dx

 

2

5

dx

 

а) ∫2 x dx ;

б) ∫

 

;

в) ∫x sin x dx ;

г) ∫

.

 

2

3x +1 +1

0

−1

4x −9

π

1

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

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

полнить чертёж.

а) y 2 = 2x + 4 ; x = 0 ;

б) x = y 2 ( y −1 ); x = 0 ;

в) ρ =1 −sin ϕ .

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

Ox ; б) вокруг оси Oy . Выполнить чертёж.

а) y 2 = x ; x =1;

б) x = 2 (t −sin t ) .

 

y = 2 (1 −cos t )

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

x π3 ; π2 .

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

ным точкам на линии

y = cos x ;

 

0;

π

;

(Ox ).

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Исследовать на сходимость указанные несобственные интегралы:

∞

dx

 

 

∞

2 x dx

 

2

dx

 

e

dx .

а) ∫

 

;

б) ∫

;

в) ∫

;

г) ∫

9 + x

2

2

x

0

 

 

−∞

x +1

−2

 

1

x ln x

170

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

Задания для самостоятельного решения

VIII. Определённый и несобственный интегралы

Вариант 4

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

(x2 +1 )dx ;

∫1

x

dx .

2

0

 

0

 

 

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

π

чение интеграла ∫cos x dx .

0

3.

Найти среднее интегральное значение функции на интервале интегрирова-

ния f (x) = 2 x ; x [0; 2].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Вычислить указанные интегралы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

π sin

 

 

dx

e

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

а) ∫(1 + 2x +3x2 )dx ;

б) ∫

x

 

;

в) ∫

ln x dx

;

г) ∫

dx .

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

1

 

x

 

 

1

 

x

0

x +1 +2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Найти площадь плоской фигуры, ограниченной указанными линиями. Вы-

полнить чертёж.

 

 

 

б) x = 4 (t −sin t ) ;

 

 

 

 

 

а) y = x2 ; y = 2 − x2 ;

 

 

 

y ≥4 ;

в) ρ = 2 cos (2ϕ ).

 

 

 

 

 

 

y = 4 (1 −cos t )

 

 

 

 

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

Ox ; б) вокруг оси Oy . Выполнить чертёж.

а) y = x2 ; y = x ;

б)

x2

+

y 2

=1 ;

y ≥1.

16

 

 

 

9

 

 

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

 

2

 

 

 

.

изменения аргумента или указанным точкам на данной линии x = 6 t

 

 

2

)

 

 

−t

 

y = 2 t (3

 

 

8.Найти площадь поверхности, полученной вращением данной линии или её

части, соответствующей данному интервалу изменения аргумента или данным точкам на линии y = sin x ; x [0; π ]; (Ox ).

9.Исследовать на сходимость указанные несобственные интегралы:

∞

(x +3 )dx ;

∞

ln x dx

 

3

 

dx

 

4

dx

 

а) ∫

б) ∫

;

в) ∫

 

;

г) ∫

.

3

 

2

x2 − 4x +5

−∞

2

x

2 x

− 4

 

2

 

171

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

Задания для самостоятельного решения

VIII. Определённый и несобственный интегралы

Вариант 5

12

12

1. Не вычисляя интегралов, указать, какой из них больше ∫x2 dx ;

∫(x −3 )dx .

4

4

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

3

чение интеграла ∫2 x dx .

1

3. Найти среднее интегральное значение функции на интервале интегрирова-

ния f (x) = x2 +3 ;

x [0; 3].

 

 

 

 

 

4. Вычислить указанные интегралы:

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

8

 

 

dx

 

1

3

dx

 

а) ∫sin x dx ;

б) ∫

 

 

;

в) ∫x 6 x dx ;

г) ∫

.

 

2

− 6x +34

x +1 + 2

0

3 x

 

 

0

0

 

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

полнить чертёж.

а) y = ln x ; y = 0 ; x = e ;

б) y = 3sin x ; y = sin x ; x [0; π ];

в) ρ = 3(1 +sinϕ ); ρ = 3 .

 

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

Ox ; б) вокруг оси Oy . Выполнить чертёж.

а) x = y 2 ; y = x ;

б)

x2

+

y 2

=1 ;

y ≥2 .

4

 

 

 

9

 

 

7. Найти длину линии или её части, соответствующей указанному интервалу изменения аргумента или указанным точкам на данной линии ρ = 2 (1 + cos ϕ );

ϕ −π; − π2 .

8. Найти площадь поверхности, полученной вращением данной линии или её

части, соответствующей данному интервалу изменения аргумента или дан-

ным точкам на линии

x = 2 (t −sin t )

(Ox ).

 

 

 

 

 

 

y = 2 (1 −cos t ) ;

 

 

 

 

 

 

9. Исследовать на сходимость указанные несобственные интегралы:

∞

0

 

dx

 

3

 

dx

 

e

 

 

а) ∫(x2 + x −1 )dx ;

б) ∫

 

;

в) ∫

 

;

г) ∫

 

3dx .

x

3

x

2

x

0

−∞

−1

1

−1

1

ln x

 

 

 

 

 

 

 

 

172

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

Задания для самостоятельного решения

VIII. Определённый и несобственный интегралы

Вариант 6

π π

1. Не вычисляя интегралов, указать, какой из них больше ∫2sin2 xdx;

∫2sin5 xdx.

0

0

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

e

чение интеграла ∫ln x dx .

1

3. Найти среднее интегральное значение функции на интервале интегрирова-

ния f (x) = x2 + x −3 ; x [0; 2].

4. Вычислить указанные интегралы:

1

dx

 

 

1

dx

 

1

4

dx

 

а) ∫

 

;

б) ∫

;

в) ∫x10 x dx ;

г) ∫

.

1 + x

2

7 −6x − 2x2

2x +1 + 3

0

 

 

0

 

0

0

 

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

полнить чертёж.

а) y = x3 ; y = 8 ; x = 0 ; б) y = (x − 2 )3 ; y = 4x −8 ;

в) ρ = 2 (1 +sinϕ ); ρ = 2 (вне кардиоиды).

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

Ox ; б) вокруг оси Oy . Выполнить чертёж.

а) y = x2 ; y = 2x ;

б) x = 4 cos t .

 

y = sin t

7. Найти длину линии или её части, соответствующей указанному интервалу изменения аргумента или указанным точкам на данной линии

 

1 − x2 + arcsin x ;

 

 

7

 

y =

x

0;

 

.

9

 

 

 

 

 

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 [− 2; 2 ]; (Ox ).

 

 

3

 

9. Исследовать на сходимость указанные несобственные интегралы:

∞

∞

 

 

dx

 

3

dx

 

e

dx

 

 

а) ∫e−x dx ;

б) ∫

 

 

;

в) ∫

;

г) ∫

 

.

x

2

+ 2x +9

9 − x2

3

 

0

−∞

 

 

0

 

1

x ln

x

173

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

Задания для самостоятельного решения

VIII. Определённый и несобственный интегралы

Вариант 7

π π

1. Не вычисляя интегралов, указать, какой из них больше ∫2 cos x dx ;

∫2 cos3 x dx .

0

0

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

 

 

π

 

 

 

 

чение интеграла ∫2 sin (2x )dx .

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

3.

Найти среднее интегральное значение функции на интервале интегрирова-

ния f (x) = 3x2 + 2x −1; x [1; 3].

 

 

 

4.

Вычислить указанные интегралы:

 

 

 

 

 

π

 

 

3

 

 

1

2

(2x )dx ;

2

dx .

 

а) ∫e x dx ;

б) ∫sin3 x sin

в) ∫x 5x dx ;

г) ∫

 

0

0

 

1

0

4 − x2

5.

Найти площадь плоской фигуры, ограниченной указанными линиями. Вы-

полнить чертёж.

б) x = 4 cos t ; y ≥1;

 

 

 

а) y = sin x ;

y = 0 ; x [0;π ];

в) ρ = 2 sin ϕ ; ρ = 5sin ϕ .

 

 

 

 

y = 2 sin t

 

 

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

Ox ; б) вокруг оси Oy . Выполнить чертёж.

а) y = x2 ; y = 5x ;

б)

x2

−

y2

=1;

y = ±2 .

9

 

 

 

4

 

 

7. Найти длину линии или её части, соответствующей указанному интервалу изменения аргумента или указанным точкам на данной линии ρ = 5 (1 −cosϕ );

ϕ − π3 ; 0 .

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

ным точкам на линии

y =

x2

; x [0; 3]; (Oy ) .

 

 

2

 

9. Исследовать на сходимость указанные несобственные интегралы:

∞

dx

 

 

∞

dx

 

 

5

dx

 

2

x dx .

а) ∫

 

;

б) ∫

 

;

в) ∫

;

г) ∫

4 + x

2

(x2 −1 )

2

 

0

 

 

−2

 

 

−5 x + 5

 

1

x −1

174

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

Задания для самостоятельного решения

VIII. Определённый и несобственный интегралы

Вариант 8

2

2

1. Не вычисляя интегралов, указать, какой из них больше ∫e3x dx ;

∫x dx .

1

1

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

1

чение интеграла ∫arctg x dx .

0

3.

Найти среднее интегральное значение функции на интервале интегрирова-

ния f (x) = 7x2 − 2x + 6 ;

x [0;

2].

 

 

 

 

 

4.

Вычислить указанные интегралы:

π

 

 

 

 

 

(1 + x )dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

ln 8

 

dx

 

2

1

x +1

 

 

а) ∫

 

 

 

;

б) ∫

 

 

 

;

в) ∫x cos x dx ;

г) ∫

 

dx .

 

x

2

 

e

x

+1

x + 4

 

1

 

 

 

ln 3

 

 

π

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

5.

Найти площадь плоской фигуры, ограниченной указанными линиями. Вы-

полнить чертёж.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) x y = 6 ; x + y = 7 ;

 

б) y = e x −1 ; y = 5 ln 2 ; x = 0 ;

 

 

 

 

в) ρ = sin ϕ ;

ρ = cosϕ ; ϕ 0;

π

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

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

Ox ; б) вокруг оси Oy . Выполнить чертёж.

а) y = e x ; y = e2x ; x =1;

б) x = 5 cos t

;

y ≥1.

 

y = 3sin t

 

 

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

изменения аргумента или указанным точкам на данной линии

x = 2 t (3 − t 2 )

 

 

2

 

 

y = 6 t

 

 

 

(петля).

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

ным точкам на линии y 2 = 4 + x ; x [−

6; 6]; (Ox ).

 

 

 

9. Исследовать на сходимость указанные несобственные интегралы:

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

∞

dx

 

∞

5

 

dx

 

 

2

x

 

а) ∫

;

б) ∫x e−2x dx ;

в) ∫

;

г) ∫

dx .

2

5x −1

4 − x2

−∞

4 + x

0

0

 

 

0

 

175

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

Задания для самостоятельного решения

VIII. Определённый и несобственный интегралы

Вариант 9

π π

1. Не вычисляя интегралов, указать, какой из них больше ∫2 sin x dx ;

∫2 sin 4 x dx .

0

0

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

3

значение интеграла ∫arctg x dx .

1

3.

Найти среднее интегральное значение функции на интервале интегрирова-

ния f (x) = x2 − 2x + 7 ;

x [0; 1].

 

 

 

 

4.

Вычислить указанные интегралы:

π

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

2

−1

dx

 

3

4

x − 2 dx .

 

а) ∫cos x dx ;

б) ∫

;

в) ∫x sin (3x )dx ;

г) ∫

 

0

−2

5 − 4x − x2

 

0

0

x + 2

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

полнить чертёж.

а) y = x ; y = 2x ; x = 3 ;

б)

 

 

3

t ; x ≥3 3 ;

в) ρ = 4 cosϕ ; ρ = cosϕ .

x = 8 cos

 

 

 

 

3

t

 

 

 

y = 8sin

 

 

 

6. Найти объём тела, полученного вращением указанных линий: а) вокруг оси Ox ; б) вокруг оси Oy . Выполнить чертёж.

а) y = 2 x ; y = 23x ; x =1; б)

x2

−

y2

=1;

y = ±2 .

4

 

 

9

 

 

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

изменения аргумента или указанным точкам на данной линии

y =

x 2 − 2 ln x

;

4

x [1; 2].

 

 

 

 

 

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

 

2

 

 

; (Ox ).

ным точкам на линии x = 9 t

 

 

 

 

 

−t

2

)

y = 3t (3

 

9. Исследовать на сходимость указанные несобственные интегралы:

∞

∞

−x

dx

 

5

dx

 

3

x dx .

а) ∫x2 dx ;

б) ∫

e

;

в) ∫

;

г) ∫

−x

+ 3

 

−∞

0

e

 

1 x − 2

 

2

x − 2

176

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

Задания для самостоятельного решения

VIII. Определённый и несобственный интегралы

Вариант 10

1 1

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

0 0

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

чение интеграла ∫3 (x2 + 7x − 2 )dx .

1

3. Найти среднее интегральное значение функции на интервале интегрирова-

ния f (x) =

1

 

; x [0;

2].

 

 

 

 

3x +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Вычислить указанные интегралы:

 

 

2

dx

 

 

 

e

 

 

3

4

3 x + 2 dx .

а) ∫

;

 

 

б) ∫

1 + ln x

dx ;

в) ∫x 7 x dx ;

г) ∫

2

 

 

 

1 x

 

 

1

 

x

1

1

x +1

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

полнить чертёж.

а) y = x ; y = 3x ; x = 2 ;

б) x = 9 cos t

;

y ≥2 ;

 

y = 4 sin t

 

 

в) ρ = 3(1 −cosϕ ); ρ = 3 (вне кардиоиды).

 

 

6. Найти объём тела, полученного вращением указанных линий: а) вокруг оси Ox ; б) вокруг оси Oy . Выполнить чертёж.

а) y = 1x ; y = 0 ; x =1; x = 3 ; б) x = ( y − 2 )3 ; x = 2 y − 4 .

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

изменения аргумента или указанным точкам на данной линии

 

 

2

 

 

(

x = 3t

 

 

 

 

 

(3 −t

2

)

 

 

y = t

 

 

петля).

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

ным точкам на линии x2 + ( y −1 )2 =16 ; от A(4; 1 ) до B(2

2; 3 );

(Oy ).

 

9. Исследовать на сходимость указанные несобственные интегралы:

 

∞

∞

dx

 

 

1

dx

 

4

x

 

а) ∫(2x −7 )dx ;

б) ∫

 

;

в) ∫

;

г) ∫

dx .

3

 

1 − x2

x −1

−∞

2 x ln

x

0

 

1

 

177

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

Задания для самостоятельного решения

VIII. Определённый и несобственный интегралы

Вариант 11

1

1

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

∫cos x dx .

0

0

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

π

чение интеграла ∫4 tg x dx .

0

3. Найти среднее интегральное значение функции на интервале интегрирова-

ния f (x) = x3 − x +12 ; x [1; 3].

4. Вычислить указанные интегралы:

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

dx

 

1

 

 

dx

 

2

ln x dx

 

2

7x dx .

а) ∫

;

б) ∫

 

 

;

в) ∫

;

г) ∫

1 − x2

 

2

+ 4x +10

4

0

 

−2 x

 

 

1

x

1

5x −1

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

полнить чертёж.

а) y = −x2 +1; y = 0 ;

б) x = ( y − 2 )3 ; x = y − 2 ;

в) ρ = 3sin ϕ ; ρ = sin ϕ .

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

Ox ; б) вокруг оси Oy . Выполнить чертёж.

x =16 cos t

а) x y = 5 ; y = 0 ; x =1; x = 2 ; б) ; y ≥2 .

y = 4 sin t

7. Найти длину линии или её части, соответствующей указанному интервалу изменения аргумента или указанным точкам на данной линии ρ = 2 (1 + sin ϕ );

ϕ − π2 ; 0 .

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

ным точкам на линии x2 = 4 + y ;

x [−

6;

6]; (Oy ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Исследовать на сходимость указанные несобственные интегралы:

 

 

 

 

 

 

 

 

(e3x −1 )dx

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

∞

3

 

∞

 

3

 

dx

 

 

2

 

dx

 

 

а) ∫(4x

−15 )dx ;

б) ∫

;

в) ∫

 

;

г) ∫

 

.

 

 

e

x

3x −

1

x ln

5

 

0

 

 

−∞

 

 

 

0

 

 

0

 

 

x

178

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

Задания для самостоятельного решения

VIII. Определённый и несобственный интегралы

Вариант 12

1

1

1. Не вычисляя интегралов, указать, какой из них больше ∫x2 dx ;

∫(x +1 )dx .

0

0

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

3

чение интеграла ∫e3x dx .

1

3. Найти среднее интегральное значение функции на интервале интегрирова-

ния f (x) = x2 + x −5 ;

x [2;

4].

 

 

 

 

 

4. Вычислить указанные интегралы:

π

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

dx

 

e

 

ln x dx

 

2

3

dx

 

а) ∫

;

б) ∫

;

в) ∫cos x sin 2 x dx ;

г) ∫

.

1 − x2

3

x +1 + 2

 

1

 

1

 

x

0

0

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

полнить чертёж.

а) y = −x2 +3 ; y = 0 ; x ≥ 0 ;

б) y = x 16 − x2 ; y = 0 ; x [0; 4 ];

в) ρ = sin ϕ ; ρ = 2 sin ϕ .

 

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

Ox ; б) вокруг оси Oy . Выполнить чертёж.

а) y = e2x ; y = 0 ; x = 0 ; x =1;

б) y = x2 ; y = 0 ; x = 2 .

7. Найти длину линии или её части, соответствующей указанному интервалу изменения аргумента или указанным точкам на данной линии ρ = 3(1 + sin ϕ );

ϕ − π2 ; 0 .

8. Найти площадь поверхности, полученной вращением данной линии или её части, соответствующей данному интервалу изменения аргумента или данным точкам на линии (x − 4 )2 + y 2 = 36 ; от A(2; 4 2 ) до B(4; 6 ); (Ox ).

9. Исследовать на сходимость указанные несобственные интегралы:

∞

∞

 

 

dx

 

 

2

dx

 

 

2

dx

 

 

а) ∫x5 dx ;

б) ∫

 

 

 

;

в) ∫

 

;

г) ∫

 

.

x

3

−5x

2

2x −

4

7

 

0

1

 

 

 

0

 

1 x ln

x

179

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]