Математика 3 семестр
.pdf
|
в) |
y e |
tgx |
|
ln 2x, |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
3 |
||||
44. |
а) |
y 4x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 , |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|||
|
в) |
y |
2 |
8x |
tg3x, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
x |
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
5 |
, |
|
|
|||||||||
45. |
а) |
5 |
|
3 |
1 |
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
в) |
y ectgx |
|
sin 4x, |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
||||||||||
46. |
а) |
y 6x |
|
|
|
|
4 |
|
5 |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
tgx |
|
arcsin x |
2 |
, |
|
|
|||||||||||||||
|
в) |
y 3 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y x |
|
|
4 |
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
, |
||||||||
47. |
а) |
3 |
4 |
|
3 |
|
|
2 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
в) |
y e |
ctgx |
|
cos6x, |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y x 2 25 |
|
4 4 , |
|
||||||||||||||||||||
48. |
а) |
x |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
в) |
y 4 |
cos x |
arctg2x, |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г)
б)
г)
б)
г)
б)
г)
б)
г)
б)
г)
y cos |
|
x |
2 |
|
3. |
||||||||
|
|
|
|
||||||||||
y |
sin 2x |
, |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
cos5x |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
y arcsinln 4x. |
|||||||||||||
|
|
1 4x |
2 |
|
|
|
|||||||
y |
|
|
|
, |
|||||||||
|
2 |
x |
tgx |
||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
y sin ln5x. |
|
|
|
||||||||||
y |
|
cos3x |
|
|
, |
||||||||
|
|
|
|
2 |
4 |
||||||||
|
|
3x |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
y lnsin 6x. |
|||||||||||||
y |
arctg7x |
, |
|||||||||||
2 9x |
2 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
y sin ln 2x. |
|
|
|
||||||||||
y |
|
x3 |
|
e x |
|
|
|
, |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
4 |
|
9x5 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
y lncos5x. |
|
|
|
49.а)
в)
50.а)
в)
|
|
|
|
|
|
5 |
|
5 |
||
3x |
5 |
|
, |
|||||||
y |
|
|
3 |
2 |
||||||
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||||
y e |
x |
3 |
tg7x, |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
y x 4 23 x 1 2 ,
y 2sin x arcsin2x,
б)
г)
б)
г)
y cossin 36xx ,
y arcsinln 2x.
y3 5x3 , e x ctgx
y lncos7x.
В ЗАДАЧАХ 51-60 1). исследовать данные функции методами дифференциального исчисления и начертить их графики. 2). Для функции из пункта а) найти дополнительно наибольшее и наименьшее значения на отрезке ; .
51. |
a) |
y 2x3 9x2 12x 5; |
= -1; |
= 3; |
|||
|
б) |
y |
x2 |
1 |
. |
|
|
|
|
x |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
51
52.а)
б)
53.а)
б)
54.а)
б)
55.a)
б)
56.а)
б)
57.а)
б)
58.а)
б)
59.а)
б)
60.а)
б)
y x |
3 |
6x |
2 |
9x 1, |
||
|
|
|||||
y |
x 2 |
. |
|
|
||
|
|
|
||||
|
x 1 |
|
|
|||
y x3 |
3x2 |
9x 10, |
yx 2 3 . x 2
y x |
3 |
3x |
2 |
9x 10, |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
y |
x 2 |
8 |
. |
|
|
|
||
x |
3 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||||
y x |
3 |
6x |
2 |
9x 2, |
||||
|
|
|
|
yx2 9 . x 4
y 2x3 3x2 12x 5,
|
x |
2 |
4 |
|
y |
|
. |
||
|
|
x |
||
|
|
|
|
y 2x |
3 |
3x |
2 |
12x 8, |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
x |
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
x |
1 |
. |
|
|
|||
|
|
|
|
= -1; =2;
=2, =4;
= -1, =2;
=0, =4;
=-2, =3;
=-3, =0;
y 2x |
3 |
9x |
2 |
12x 7, |
= -3, |
=1; |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
yx2 5 . x 2
y 2x |
3 |
15x |
2 |
36x 32, |
=1, |
=4; |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
yx2 5 . x 3
y 2x3 3x2 36x 20, |
= -1, |
=4; |
|||
y |
x2 |
15 |
. |
|
|
|
|
|
|
||
x 4 |
|
|
|||
|
|
|
|
52
Решить ЗАДАЧИ 61-70 используя понятие экстремума функции.
61.Каковы должны быть размеры прямоугольника наибольшей площади, вписанного в круг радиуса 6 см?
62.Проволока длиной 40 см согнута в прямоугольник. Каковы должны быть размеры этого прямоугольника, чтобы площадь его была наибольшей?
63.Найти наибольший объем цилиндра, у которого полная поверхность равна S=24
(м2)
64. Найти наибольший объем конуса, образующая которого равна
l |
3 |
(м).
64. Объем правильной треугольной |
призмы равен V= 16 (м3). Какова должна |
быть длина стороны основания призмы, |
чтобы ее полная поверхность была наименьшей? |
65.Требуется изготовить ящик с крышкой, объем которого был бы равен 72 (см3), причем стороны основания относились бы как 1:2. Каковы должны быть размеры всех сторон, чтобы полная поверхность была наименьшей?
66.Требуется изготовить полотняный шатер, имеющий форму прямого кругового
конуса
(высота
заданной вместимости |
V |
9 |
|
(м3). Каковы должны быть размеры конуса |
|
2 |
|||||
|
|
|
|
и радиус основания), чтобы на шатер ушло наименьшее количество полотна?
67.Найти прямоугольник наибольшей площади, если сумма длин его катета и гипотенузы постоянна и равна. 4 (см).
68.Число 8 разбить на два таких слагаемых, чтобы сумма их квадратов была наименьшей.
69.Число 8 разбить на два таких слагаемых, чтобы сумма ' их кубов была наименьшей.
70.Огород прямоугольной формы огорожен изгородью, длина которой 72 м. Каковы должны быть размеры огорода, чтобы его площадь была максимальной?
В ЗАДАЧАХ 71-80 найти приближённое значение функции y =f(x), заменяя приращение функции y соответствующим дифференциалом dy.
71.y 3 3x2 8x 16 ,
72. |
y |
|
|
5x |
2 |
4x 1 |
|
, |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
73. |
y |
5 |
|
x |
2 |
|
2x 8 |
|
, |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
74. |
y |
4 |
|
x |
3 |
|
6x 7 |
, |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
75. |
y |
3 |
2x |
2 |
|
2x 13 |
|
, |
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
76. |
y |
|
|
3x |
2 |
|
5x 2 |
|
, |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
77. |
y |
|
4 |
5x |
4 |
|
2x 3 |
|
, |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
78. |
y |
|
|
3x2 6x 5 , |
|
x=3,94
x=5,08
x= 5,84
x=4,06
x= -7,85
x= 9,08
x=1,92
x= 7,05
53
79.
80.
y |
3 |
x |
3 |
3x |
2 |
8 |
|
|
|
|
|
||||
y |
4 |
8x |
2 |
6x 9 |
|||
|
|
|
|
|
|
,
,
x= -4,03
x= 2,88
В ЗАДАЧАХ 8190 вычислить частные производные первого и второго порядков от заданных функций.
81.
83.
z 3sin x |
3 |
y |
2 |
5x |
3 |
y 7; |
|||||
|
|
|
|||||||||
z 2e |
3 x y |
2 |
2x |
2 |
y |
2 |
9 y; |
||||
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
82.
84.
z x sin xy 8x |
2 |
y |
2 |
7x; |
||
|
|
|||||
z 8cos xy 3x 12x |
4 |
y; |
||||
|
|
|
|
|
|
87.
89.
85.z 3 x 2 y 2 5xy3
z 0,5ln x |
3 |
y |
2 |
9x |
3 |
y |
||||
|
|
|
||||||||
z 8e |
x y |
3 |
|
3xy |
3 |
7x 3; |
||||
|
||||||||||
|
|
|
|
8 y;
2x;
90.
86. |
z x sin xy |
|
88. z x 2 y 3x 4
z 8ln x |
2 |
y |
2 |
6x |
|
|
8x |
2 |
y |
2 |
7x; |
|
|
|||
y 8x 2; |
2 |
y |
3 |
8x 1. |
В ЗАДАЧАХ 91-100 задана функция z = f (x,y). Найти градиент и
производную этой функции в заданной точке M (x0, y0) в направлении вектора составляющего угол с положительным направлением оси OX.
91. |
z |
1 |
x |
2 |
|
1 |
xy |
3 |
, |
M 1, 1 , |
|
|
|
; |
|||||
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
3 |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
z tgx x 2sin y, |
|
, |
|
|
|
|
; |
|||||||||||
92. |
M |
|
|
, |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
3 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
93. |
z |
3x |
2 |
y |
|
xy, |
M (2,2), |
|
|
|
; |
||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
6 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z 2 cos x y 2x, |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
94. |
M |
|
, |
6 |
, |
3 |
; |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|||
|
z x sin x y 1, |
|
, |
|
|
|
|
; |
|||||||||||
95. |
M |
|
|
, |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
6 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l,
96. |
z =ln (x2+y2), |
M (3,4), |
|
|
|
; |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
z |
x3 |
|
y 4 |
|
|
|
; |
|
|
97. |
|
|
, |
M (1,-2), |
4 |
|
||||
3 |
4 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
54
|
|
|
|
|
|
|
z xtgy cos x, |
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
98. |
|
|
|
|
|
M |
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
4 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
99. |
|
|
|
|
z ln x |
|
2 y xy, |
M (1,1), |
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
y |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
100. |
|
|
|
|
|
z e |
x |
|
, |
|
|
M |
(2,2), |
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В ЗАДАЧАХ 101-110 |
найти экстремум заданной функции. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
101. z x2 |
|
xy y2 |
3x 6y 2; |
|
|
102. z 2x2 |
xy y2 |
3x y 1; |
|||||||||||||||||||||||||||
103. |
z |
3x |
2 |
2xy y |
2 |
2x |
2y 3; |
|
104. |
z 2x |
2 |
xy y |
2 |
7x 5y 2; |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
105. |
z x |
2 |
|
|
3xy y |
2 |
|
2x 6y 1; |
|
|
106. |
|
z |
3x |
2 |
xy 6y |
2 |
6x y 9; |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
107. |
z x |
2 |
3xy 2y |
2 |
4x |
6y 2; |
108. |
|
z |
4x |
2 |
2xy y |
2 |
2x 4y 1; |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
xy y |
|
x 2y 8; |
|
|
|
|
xy 2y |
|
16x y 1; |
||||||||||||||||||||||||
z 0,5x |
2 |
2 |
110. |
z 8x |
2 |
2 |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
109.
Раздел 6. ИНТЕГРАЛЬНОЕ ИСЧИСЛЕНИЕ
6.1 Определение неопределённого интеграла Непосредственное интегрирование
55
Определение 1. Функция F ( x ) называется первообразной для функции f ( x ), если
F´ ( x )=f ( x ) и dF ( x )= f ( x )dx.
Если функция f ( x ) имеет первообразную F ( x ), то она имеет бесчисленное множество первообразных вида F ( x )+С, где C- постоянная.
(x)dx
Знак
Определение 2. Неопределённым интегралом от функции f (x) или от выражения f называется совокупность всех её первообразных.
|
Обозначение: f x dx F x C |
|
- знак интеграла |
||
|
f (x)- подынтегральная функция
f (x)dxподынтегральное выражение
x- переменная величина ( аргумент функции ) F (x)- первообразная
F(x)+С –совокупность первообразных.
Отыскание неопределённого интеграла называется интегрированием функции.
Свойства дифференциалов
1. |
dx |
2. |
dx |
dcx
c d x
,
с- const
c |
Например : |
dx d x 10 d x 5 ...
Под непосредственным интегрированием понимается сведение подынтегрального выражения к табличному виду путём использования тождественных преобразований, таблицы и свойств неопределённых интегралов и дифференциалов.
Например: Найти
|
|
x 2 |
|
|
3 |
2 |
|
J |
|
|
|
|
x |
dx |
|
|
|
|
Решение: Возведём двучлен во вторую степень и запишем каждое слагаемое в виде степени, затем, произведя почленное деление и, применив соответствующие формулы таблицы, получим:
|
|
2 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
x |
3 |
4x |
3 |
4 |
|
|
1 |
|
|
2 |
|
dx |
|
x |
3 |
|
4x |
J |
dx x |
|
dx 4 x |
|
dx 4 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
3 |
|
3 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
2 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
3 |
1 |
|
3 |
4 ln x C |
|
3x
2
2
31
12x 3 ln x 4 C
6.2Способы интегрирования
1.Подведение под знак дифференциала:
56
f ax b dx |
1 |
f ax b d ax b |
1 |
F ax b С |
|||
a |
a |
||||||
|
|
|
|
|
|||
2. Интегрирование по частям: |
|
UdV UV |
VdU |
|
|
||
|
|
|
|
Классы функций, интегрируемых по частям:
a). Pn x eax dx
|
n |
x sin axdx |
|
P |
u P |
(x) |
n |
|
б).
в).
Pn x cosaxdx
Pn x ln xdx;
Pn x arcsin xdx;
Pn x arctgxdx;
eax sin xdx
eax cos xdx
U ln x |
|
U arcsin x |
|
U arctgx |
|
U e |
|
ax |
|
или |
U sin x |
или U= cos x
3. Разложение правильной рациональной дроби на простейшие:
|
|
|
|
|
|
P x |
|
|
|
|
|
A |
|
A |
|
... |
A |
|
M x N |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
1 |
1 |
||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
x a |
|
x a |
2 |
|
|
|
x |
2 |
px q |
|
||||
x a |
|
|
px q |
|
|
|
|
|
|
x a |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
M |
2 |
x N |
2 |
... |
|
M |
|
x N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
x |
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
2 |
px q |
|
2 |
px q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Интегралы вида
R sin x; cos x dx
|
z tg |
x |
-универсальная подстановка; |
sin x |
2z |
|
||
|
2 |
1 z |
2 |
|||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
dx |
|
2dz |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
z 2 |
|
|
|
|
|
Для частных случаев:
а) формулы понижения порядка:
sin2 x 1 cos2x ; 2
cos2 x 1 cos2x ; 2
;
sin
|
1 z |
|
|
|
|
2 |
|
cos x |
1 |
z |
; |
|
|
2 |
|
x cos x |
1 |
sin 2x. |
|
2 |
|||
|
|
б) Формулы преобразования произведения тригонометрических функций в сумму:
sin cos 12 sin sin ;
57
cos cos sin sin
1
2 1
2
cos cos ;cos cos .
5. Интегралы вида |
|
R tgx dx |
и |
|
R sin |
2 |
x; cos |
2 |
x dx |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
z |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
Подстановка |
z tgx; |
sin |
2 |
x |
|
|
; |
cos |
2 |
x |
|
; |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
1 z |
2 |
|
|
|
|
|
|
1 z |
2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Интегрирование иррациональностей.
dx |
dz |
. |
|
z |
|||
1 |
|
||
|
2 |
|
а)
б)
в)
|
R x; |
n |
ax b dx; |
подстановка |
|||
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
ax b |
|
||
R x; n |
|
dx; |
подстановка |
||||
|
|
|
cx d |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тригонометрические подстановки:
ax b t |
n |
; |
|
|
||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ax b |
t |
n |
; |
||
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
cx d |
|
|
|
|
|
|
R x; |
|
a |
2 |
x |
2 |
dx; |
|
x |
atgt |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
R x; |
|
|
|
|
|
|
|
|
dx; |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
a |
2 |
x |
2 |
|
x |
a sin t |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
R; x; |
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
dx; |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
x |
a |
|
x a sect |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Например: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
1) |
|
x cos xdx |
|
|
|
решается |
|
способом интегрирования по частям. |
||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
x |
2 |
cos x |
3 |
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
2) |
|
|
решается |
|
способом подведения функции под знак дифференциала. |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
1 x |
2 |
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
3) |
|
- решается методом подстановки x =sin t . |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.3 Определённый интеграл
58
Определении. Определённым интегралом по отрезку a;b от функции f (x) называется
предел интегральной суммы
n
i 1
f
|
i |
x |
i |
|
|
, если этот предел существует и не зависит ни от
деления отрезка a;b на части, ни от выбора точек внутри каждой из частей при условии, что длина наибольшего из частичных отрезков (∆xi) стремится к нулю, т.е
b |
|
|
n |
|
f x dx lim |
f i |
xi |
||
|
x |
0 |
i 1 |
|
a |
i |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Числа a,b называются соответственно нижним и верхним пределами интегрирования, т.е a;b-отрезок интегрирования.
Свойства определённого интеграла по a;b
|
b |
a |
|
|
|
|
|
|
1. |
f x dx |
f x dx |
|
|
|
|
||
a |
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
2. |
f x dx 0 |
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
c |
|
|
|
b |
|
|
3. |
f x dx |
|
f x dx f x dx |
|
|
|||
a |
a |
|
|
|
c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
b |
|
|
|
b |
b |
|
|
4. |
f1 x f2 x dx |
f1 x dx f2 |
x dx |
|||||
a |
|
|
|
a |
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
b |
|
b |
|
|
|
|
|
5. |
cf x dx c f |
x dx, |
С- постоянная |
|||||
a |
|
a |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Правила вычисления определённого интеграла по a;b |
|||||||
|
b |
|
|
b |
|
|
|
|
1. f x dx F (x) |
F (b) F (a) |
- |
формула Ньютона-Лейбница, где F(x)- |
|||||
|
a |
|
|
a |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
функция для f(x), |
|
первообразная |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
F x f x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
b |
|
|
|
|
|
2. UdV UV b |
VdU |
- |
интегрирование по частям. |
|||||
|
a |
a |
a |
|||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
59
|
b |
f x dx |
|
f t t dt |
3. |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
, где x= (t) функция непрерывная вместе со своей
производной |
|
|
|
|
|
a |
|
||||
t |
|
|
t |
|
|
||||||
на ; |
|
b |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Например: Найти значение определённого интеграла |
|||||||||||
Решение: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Решаем методом подстановки |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dx |
|
Положим |
ln x t |
|
|
x |
|
1 |
e |
|
|
dt, |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
t |
|
0 |
1 |
|
x |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
e |
ln |
2 |
x |
|
J |
|
dx |
||
x |
|
|||
1 |
|
|
||
|
|
|
|
Тогда
e |
ln |
2 |
x |
1 |
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
x |
|
dx t |
dt |
3 |
t |
0 |
|
3 |
1 |
0 |
3 |
; |
||
1 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.4 Несобственные интегралы
Кнесобственным интегралам относятся:
1.Интегралы с бесконечными пределами интегрирования вида:
|
f x dx, |
|
|
a |
|
b |
f x dx, |
|
|
|
|
|
f x dx |
|
|
|
|
2. Интегралы от разрывных функций (от неограниченных функций).
9 |
dx |
|
|
1 |
Пример. |
|
|||
|
|
2) типа, т.к на отрезке -2;9 функция x |
||
2 x - несобственный интеграл |
||||
терпит бесконечный разрыв в точке x=0. |
|
|
Пример. Вычислить
|
1 |
dx |
||
J |
|
|||
x |
2 |
|||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
1 dx |
|
|
|
1 dx |
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|||||||||||||
|
J |
|
|
|
|
|
lim |
|
|
|
|
|
lim |
|
|
|
|
lim 1 |
|
|
1 |
||||||||||||
Решение |
|
x |
2 |
|
x |
2 |
|
x |
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
a |
a |
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
a |
a |
|
|
a |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
J |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Пример. Вычислить |
|
1 x |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
dx |
|
0 |
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|||||||
|
J |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
, |
|
|
|
||||||||||||||
Решение: |
|
x |
2 |
|
|
|
x |
2 |
|
|
x |
2 |
1 x |
2 |
|
|
|
||||||||||||||||
|
1 |
|
|
1 |
|
0 |
1 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
60