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

2014 Модуль 3 Tipovik_III_LAST11

.pdf
Скачиваний:
14
Добавлен:
14.04.2015
Размер:
4.7 Mб
Скачать

Раздел 3. НЕСОБСТВЕННЫЕ ИНТЕГРАЛЫ

Задание 13. Нахождение несобственных интегралов:

а) по бесконечному промежутку интегрирования, б) от неограниченной на отрезке функции.

А. Напомним, что несобственные интегралы по бесконечному промежутку определяются посредством предельного перехода. Ограничимся рассмотрением непрерывных на промежутке функций.

Если функция непрерывна на промежутке , то

Если функция непрерывна на промежутке , то

Если функция непрерывна на всей числовой оси, то

Если предел существует и конечен, то несобственный интеграл называют сходящимся, если же предел не существует или бесконечен, то интеграл называют расходящимся.

Пример 1. Найдите значение несобственного интеграла или установите его расходимость: .

Решение. По определению несобственного интеграла имеем

Так как этот предел не существует, несобственный интеграл расходится.

Пример 2. Найдите значение несобственного интеграла Решение: По определению несобственного интеграла имеем

40

Для нахождения значения исходного интеграла мы применили формулу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

интегрирования

по

частям

 

 

 

,

а

также

 

 

 

воспользовались правилом Лопиталя для отыскания предела

 

lim

lnb

.

 

2

b

2b

 

Пример 3. Найдите значение несобственного интеграла

Решение: Подынтегральная функция чѐтная, поэтому можно воспользоваться свойством несобственных интегралов по симметричному промежутку от чѐтных функций

Б. Значения несобственных интегралов от неограниченных в окрестности некоторой точки функций также определяются посредством предельного перехода.

Если функция

непрерывна на

и

lim f (x)

, то

 

 

x

a 0

 

41

Если функция

непрерывна на

 

и lim f (x)

, то

 

 

 

x b 0

 

 

 

 

 

 

Если функция непрерывна на отрезке всюду, за исключением точки , и хотя бы один из односторонних пределов функции в этой точке бесконечен, то

Несобственный интеграл называют сходящимся, если его значение существует и конечно, и расходящимся в противном случае.

Пример 1. Найдите значение несобственного интеграла или установите его расходимость.

Решение: Функция f (x)

1

непрерывна при

1 x 0 и 0 x 2 и имеет

x

 

 

 

бесконечные односторонние пределы в точке x

0 . Тогда

2 dx

0 dx

2

dx

 

0

dx

 

2

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

lim

 

lim

 

lim ln

x

 

1

lim ln

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x

1 x

0

x

1

x

0

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

0

 

 

0

 

 

0

 

 

 

 

limln

 

 

 

 

lim ln 2 ln

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

Несобственные интегралы

0 dx

 

и

 

2 dx

расходятся, значит,

расходится и

 

 

 

 

 

 

 

1 x

 

0 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

исходный интеграл.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 2. Найдите значение несобственного интеграла.

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

x(1

x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение: Функция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

непрерывна при

и имеет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

бесконечные односторонние пределы

 

 

 

 

. Тогда,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

42

 

 

 

 

 

чтобы упростить запись решения, заменим сумму двух пределов одним пределом с двумя условиями и .

43

Часть 2. ТИПОВЫЕ ЗАДАНИЯ

Задание 1. Проинтегрируйте методом внесения под знак дифференциала.

1.sin x dx 2 cos x

2. x2 3 x3 dx

3.arcsin3 x dx

1 x2

4.(ln ln x)3 dx

xln x

5. xdx

cos2 (2x2 1)

6.

 

 

 

x

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

2

x4

7.

 

 

e3x dx

 

 

 

 

1

e6 x

 

 

 

8.

 

 

(4x 1) dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

2

 

9.e3cos x sin xdx

10. e 3 x 1 dx

x

16.(1 ctg3 x) dx

sin2 x

17. (3x 3 x )dx

3x 3 x

18. (arccos x 1)dx

1 x2

19. 5 32 x 3 dx

5x

20.

2 arcctg

2

x

 

 

 

 

 

dx

 

1 x2

 

 

 

 

 

 

21. dx

1 x2 arccos2 x

22.etgx 2

cos2 x dx

23.e2sin x cos xdx

24.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

2 x

1

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

 

1

 

 

 

 

 

 

25.

x

2

 

2x 1 e

x3

3x2

3x 4

dx

 

 

 

 

 

 

 

44

11.

10

 

ln

2

 

 

x

 

 

 

 

26.

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

x

4

 

 

 

x

3

 

 

8

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27.

ln(2x

5)

 

1

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 1

 

ln x

 

 

 

 

 

 

 

x

2,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28.

 

 

 

 

 

sin x

 

 

 

 

 

 

 

 

arctg

 

 

x

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3cos x

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14.

 

 

 

cos x

dx

29.

(3x

1) dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2sin x

 

 

 

 

3 x2

 

 

 

 

 

 

 

15.

 

ectgx

1

dx

 

30.

x3 ln(x 4

 

 

 

1)dx

 

 

sin2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x4

1

 

 

 

 

 

 

Задание 2. Найдите интеграл от тригонометрической функции:

1.

sin

4 3x

dx

16.

 

sin

2

x

3 dx

 

 

 

 

2

 

 

 

 

4

2.

sin3x

cos x dx

17.

cos4x cos5xdx

3.

sin5 2x

 

cos2x dx

18.

 

sin3 (x 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos2 (x

1)

 

 

 

 

 

 

 

 

sin2 3x

cos2 3x dx

4.

3 cos2x sin 2x dx

19.

5.

 

 

 

x

 

 

 

 

2x

20.

sin x

sin6x dx

sin

 

 

sin

 

dx

 

3

3

 

 

 

 

 

 

 

45

6.

 

4 x

 

x

 

sin

 

 

 

 

cos

 

dx

 

2

 

2

7.

sin

3 4x

dx

 

 

 

 

5

 

 

8. cos x cos3x dx

9.

 

cos5x

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

sin5x

10.

cos

2 x

 

1 dx

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.sin3x cos2x dx

12.cos3 2x dx sin2 2x

13.cos3 2x dx

14.sin7x sin5x dx

15.sin5 x cos3 x dx

 

 

 

 

 

21.

3 sin x

cos x dx

22.

sin2 (2x

1) cos2 (2x 1)dx

23.sin 2x cos 52x dx

24.cos3 6x sin2 6x dx

25.cos5 x sin x dx

26.cos 4x cos 8x dx

27.sin 5x cos 35x dx

28.sin3 5x cos3 5x dx

29.cos4 2x dx

30.cos4 x sin2 x dx

Задание 3.

Найдите интеграл:

 

 

 

 

 

1.

(3x

2)dx

16.

 

(4x

1)dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x2

 

 

 

 

 

 

 

4x 16

 

 

9x2

3x 2

 

 

 

 

 

46

 

 

 

 

2.

 

(x

2)dx

17.

 

 

(2x

5)dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x2

6x 4

 

 

 

 

4 2x 2x2

3.

(7x

5)dx

18.

 

 

(3x

 

2)dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 2x x2

 

 

 

 

4x2

 

2x 3

4.

(2x

3)dx

19.

(3

 

x)dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

5x 2

 

 

1 6x 7x2

5.

(2

3x) dx

20.

(5

 

x)dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 2x 5x2

 

 

 

2x 1

6.

(5x

1)dx

21.

(1

 

3x) dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

3

 

 

 

 

 

 

1

x 2x2

7.

(7

3x)dx

22.

(2

 

x)dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

4x 2

 

 

 

 

3x2

 

2x 5

8.

(2

x) dx

23.

 

 

(2x

1)dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 6x 4x2

 

 

 

 

7x 3 2x2

9.

(1

6x)dx

24.

(7x

 

6)dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5x2

x

6

 

 

 

 

 

 

x2

 

4x

2

 

 

 

 

10.

(2 3x)dx

25.

(3x

 

1) dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6x2

2x

1

 

 

 

 

x2

x

2

 

 

 

 

 

 

11.

 

(6x

1)dx

26.

 

 

(x

 

1) dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x2

4x 2

 

 

 

 

2 5x 3x2

12.

(4x

1)dx

27.

(2x

 

5)dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 x 3x2

 

 

3

x 2x2

13.

(4x

3)dx

28.

(5

 

x)dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x2

x 6

 

 

 

2x 1

47

14.

(4

x)dx

29.

 

(x

4)dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 4x 5x2

 

 

1 3x 4x2

 

15.

(3

x)dx

30.

 

(6x

1)dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x2

 

 

 

 

 

 

 

6x 4

 

 

 

2 3x 2x2

 

Задание 4.

Найдите интеграл от дробно-рациональной функции:

1.

 

(2x3

 

 

3x2

3)dx

16.

 

 

 

x(x

1) dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x 2)2 (x2

3x 5)

 

(x

1)

2

(x

2

2x

5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

 

(x4

 

 

x

 

1)dx

 

 

 

17.

(x3

7x2

5x

 

10)dx

 

 

(x 1)3 (x2

2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3 (x2

5)

 

 

 

 

 

 

3.

(x4

 

3x3

 

x2

5x

2) dx

18.

(4x4

 

5x2

21x

10) dx

 

 

 

 

(x 1)(x4

1)

 

 

 

 

 

x2 (x

2)(x2

2x

5)

 

4.

 

(x2

 

8x

 

22)dx

 

 

 

19.

 

(x2

 

10x

1) dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x 1)2 (x2

2x 5)

 

 

(x 2)2 (x2

 

x 3)

 

5.

 

2(x2

 

2x

 

4)dx

 

 

 

20.

(x3

4x2 6x

2) dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 (x

 

1)(x2

2x

 

2)

 

 

 

 

 

x3 (x2

 

4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

 

x4

4x2

 

2x

1

 

 

 

 

21.

(x4

23x2

32x

18) dx

 

 

(x

 

1)(x4

1)

 

 

 

 

 

 

 

 

x(x

3)2 (x2

2x

2)

 

7.

 

(x2

 

 

2x3

11)dx

22.

 

 

 

x(x

4) dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x 2)2 (x2

3x 8)

 

 

(x

1)

2

(x

2

4x

5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

(x3

 

4x2

 

x

2)dx

23.

(3x3

 

9x2

8x

 

1) dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x 2)2 (x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3 (x2

1)

 

 

 

 

 

 

 

 

2x 3)

48

9.

(5x3

10x2

8x 15) dx

 

x2 (x

3)(x2

4x 5)

10.

(x3

7x

2)dx

 

 

(x

1)2 (x2

2x 5)

11.

(x3

6x2

2x

4)dx

 

 

 

x3 (x2

2)

 

 

 

12.

(x4

5x2 9x

4) dx

 

 

x(x 1)2 (x2

2x 2)

13.

(2x3

x

7)dx

 

(x

1)2 (x2

x

5)

 

 

 

14.

(x3

5x2

3x

6)dx

 

 

x3 (x2

3)

 

 

 

15.

(8x2

 

6x3

3x

40) dx

 

x(x 2)2 (x2

4x 5)

24.

(2x3

 

6x2

10x

9) dx

 

 

(x

 

1)2 (x2

3x

5)

 

 

25.

 

(x2

6x

1) dx

 

 

 

 

 

(x 1)2 (x2

2x

3)

 

 

 

26.

(3x3

 

7x2

9x 3) dx

 

 

(x

1)2 (x2

2x

3)

 

 

 

27.

(x4

8x2

8x

4) dx

 

 

x(x

1)2 (x2

4)

 

 

 

 

28.

 

(x2

 

18x

20) dx

 

(x 2)2 (x2

3x

8)

 

 

 

29.

 

(2x3

3x2

3)dx

 

 

(x

1)2 (x2

 

2x

5)

 

30.

2x(x3

6x

12) dx

 

 

 

 

 

 

(x

 

2)(x4

16)

 

 

 

 

 

Задание 5. Найдите интеграл от иррациональной функции:

1.

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16.

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

3

 

1

 

dx

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2x

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

3 1

x 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

1

dx

 

 

 

 

 

 

x

 

3x

2

10

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x x

1

 

 

 

 

 

 

 

3x

2

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

x

1

 

 

dx

 

 

 

6

 

 

x

2

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)2

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

x

 

 

 

 

(x

 

x

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

49

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]