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

4193

.pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
07.02.2016
Размер:
445.74 Кб
Скачать

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

Запорізький національний технічний університет

ІНДИВІДУАЛЬНІ ЗАВДАННЯ

з вищої математики

для студентів технічних спеціальностей денної форми навчання (2-й семестр)

1 частина

2011

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

2

Індивідуальні завдання з вищої математики для студентів технічних спеціальностей денної форми навчання (2-й семестр, 1частина) / Укл.: Попригіна Т.Ф., Скуйбіда Л.Г., Слюсарова Т.І., – Запоріжжя: ЗНТУ, 2011 – 74 с.

Укладачі: Розділ «Невизначений інтеграл» - Т.І. Слюсарова, ас. Розділ «Визначений інтеграл» - Т.Ф.Попригіна, ст.викл.,

Л.Г. Скуйбіда, ст. викл.

Комп′ютерна верстка: Давиденко С.І.

Рецензенти: І.М. Килимник, доц., к.т.н.; В.М. Онуфрієнко, проф., доктор ф.-м.н., зав. каф. загальної математики.

Відповідальний за випуск: Ю.І. Нагорний, доц., к.ф.-м.н.

Затверджено на засіданні кафедри вищої математики ЗНТУ Протокол № 7 від 25.05.11

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

 

 

3

 

 

ЗМІСТ

1. Невизначений інтеграл

4

1.1 Таблиця інтегралів

4

1.2

Правила інтегрування

4

1.3

Аудиторні завдання

8

1.4

Індивідуальні завдання

15

2.Визначений інтеграл

44

2.1

Аудиторні завдання

44

2.2 Індивідуальні завдання

47

Література

74

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

4

1.НЕВИЗНАЧЕНИЙ ІНТЕГРАЛ

Таблиця інтегралів:

u= u(x), du = u′(x)dx ;

1)òdu = u + C ;

uα+1

2)òuαdu = a +1 + C, a ¹ 1;

3)ò duu = ln u + C ;

4) ò audu =

au

+ C ;

ln a

 

 

5)ò eudu = eu + C ;

6)òsin u du = -cosu + C ;

7)ò cosu du = sin u + C ;

8)ò tgu du = -ln cosu + C ;

9)ò ctgu du = ln sin u + C ;

10) ò

 

du

 

= tgu + C ;

 

 

 

cos2 u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11) ò

 

du

 

= -ctgu + C ;

 

 

 

sin 2 u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12) ò

 

 

du

 

=

 

1

arctg

u

 

+ C ;

u2 + a2

 

a

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

du

 

 

=

 

1

 

 

u - a

 

+ C ;

13) ò

 

 

 

 

ln

 

 

u2 - a2

 

2a

u + a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

du

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14) ò

 

 

 

 

 

 

= ln

u +

 

u2 ± a2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u2 ± a 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ò duu = 2u + C ;

ò

 

du

= -ò

du

;

 

a2 - u2

u2 - a2

 

 

 

 

 

+ C ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

5

15) ò

 

du

 

= arcsin

u

+ C ;

 

 

 

a

a 2 - u2

 

 

 

 

 

16)òsh u du = ch u + C ;

17)òch u du = sh u + C ;

18)ò a2 - u2du = 12 ua2 - u2 + 12 a2 arcsin ua + C ;

19)ò u2 ± a2du = 12 uu2 ± a2 ± 12 a2 ln u + u2 ± a2 + C

20)

ò

 

du

= th + C ;

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ch u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21)

ò

 

du

 

= -cth u + C ;

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

sh u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

du

 

 

 

 

u

 

 

 

 

22)

ò

 

= ln

 

 

tg

+ C ;

 

 

 

sin u

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

du

= ln

 

æ u

+

p

ö

 

+ C .

 

 

 

 

 

23)

ò

 

 

 

 

tgç

 

÷

 

 

cosu

4

 

 

 

 

 

è 2

 

ø

 

 

 

Правила інтегрування

1.

òk ×f (x)dx = k × òf (x)dx = k × F(x)+ C, де F′ (x)= f (x), k- стала

величина

2.òf (ax + b)dx = 1a × F(ax + b)+ C

3.ò(f (x)± j(x))dx = òf (x)dx ± òj(x)dx + C

4.Інтегрування частинами: òf (x)dx =òudv = uv - ò vdu

5.Заміна змінної : òf (x)dx = òf (j(t))×j(t)dt , де x = j(t)

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

6

Деякі підстановки

Вид інтегралу

 

 

Підстановка

 

 

 

Вираз для

 

Новий

з/с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

інтеграл

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2xdx = dt,

 

1

× ò f (t)dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 2 = t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

ò f (x

)xdx

 

 

 

 

 

xdx =

1

dt

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

x3 = t

 

3x2dx = dt,

 

1

× ò f (t)dt

2.

ò f (x

)x

dx

 

 

 

x 2dx =

 

1

 

dt

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

æ 1

ö

×

 

 

dx

 

1

 

 

 

 

 

 

dx

= -dt

 

- ò f (t)dt

3.

ò f ç

 

 

÷

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

x

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

è x

ø

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ò f (

 

 

)×

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

= 2 × dt

 

2 × òf (t)dt

4.

x

 

 

 

 

 

= t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

ò f (ln x)×

dx

 

 

 

 

ln x = t

 

 

 

 

 

dx

= dt

 

 

ò f (t)dt

 

x

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

ò f (sin x) × cos xdx

 

 

sin x = t

 

cos xdx = dt

 

ò f (t)dt

7.

ò f (cos x) × sin xdx

 

 

cos x = t

sin xdx = −dt

 

- ò f (t)dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

ò f (tgx)×

 

 

 

 

dx

 

 

 

tgx = t

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

= dt

 

ò f (t)dt

cos2 x

 

 

cos2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

ò f (ex ) × ex dx

 

 

ex = t

 

 

 

ex dx = dt

 

ò f (t)dt

10.

ò f (arctg x)×

 

 

 

dx

 

 

arctg x = t

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

= dt

 

ò f (t)dt

x2 +1

 

 

 

x2 + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

òf (arcsin x)×

 

 

 

 

 

dx

 

 

arcsin x = t

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

= dt

 

 

 

11.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ò f (t)dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 - x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1- x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

7

 

 

 

 

 

 

 

 

f ′(x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

12.

 

 

 

 

 

ò

 

dx

 

 

 

 

 

f (x) = t

 

 

 

f ′(x)dx = dt

 

 

ò

 

 

 

 

f (x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

Деякі види інтегралів

, для яких

застосовується

метод

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

інтегрування частинами

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вид інтегралу

 

 

 

Що брати за u

Що брати за

з/с

 

 

 

 

 

 

 

 

dv

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ì kx

 

ü

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ì kx

 

ü

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

ï

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

ï

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

 

P

 

 

(x) ×

ï kx

 

ï

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

dv =

ï kx

ï

1.

 

ò

n

 

a

 

dx

 

 

 

 

u

Pn (x)

 

 

a

 

 

dx

 

 

 

 

 

í

 

 

ý

 

 

 

 

 

 

 

í

 

 

ý

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ïsin kx ï

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ïsin kx ï

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

ï

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

ï

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

îcos kxþ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

îcos kxþ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ìarccos x ü

 

 

 

 

 

 

ìarccos x

ü

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

 

ï

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ïarcsin x ï

 

 

 

 

 

 

ïarcsin x

ï

 

 

 

 

 

 

2.

 

 

ò Pn

 

(x) ×

ï

 

 

 

ï

 

 

 

 

u =

ï

 

 

 

 

ï

dv = Pn (x)dx

 

 

 

íarctg x

ýdx

 

 

íarctg x

ý

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ïarcctg x ï

 

 

 

 

 

 

ïarcctg x

ï

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

m

 

ï

 

 

 

 

 

 

ï

m

 

 

ï

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

ï

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

ï

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

îloga

kxþ

 

 

 

 

 

 

îloga

kxþ

 

 

 

 

 

 

 

 

ì

 

mx ü

 

ìcos kxü

 

 

 

 

будь-який з

будь-який з

3.

 

 

ïe

 

 

ï

 

 

 

 

 

 

ò í

 

 

 

ý ×

í

 

 

ýdx

 

 

 

 

множників

 

множників

 

 

ï

 

mx ï

 

îsin kx þ

 

 

 

 

 

 

 

 

îa

 

 

þ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ìcos(ln kx)ü

 

 

 

 

 

u =

ìcos(ln kx)ü

 

 

 

 

 

 

4.

 

 

 

ò

 

ísin(ln kx)

ýdx

 

 

 

 

ísin(ln kx) ý

dv = dx

 

 

 

 

 

 

î

 

 

 

 

 

þ

 

 

 

 

 

 

î

 

 

 

 

þ

 

 

 

 

 

 

P

(x) = a

0

+ a

1

 

× x + a

2

× x 2

+ a

3

× x3

+...+ a

n

× x n

-

многочлен

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

степені n

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

8

Аудиторні завдання

1.3.1 Безпосереднє інтегрування. Внесення сталої, змінної або функції під знак диференціалу

1.ò x × xdx

2.ò 5dxx

3.ò 2 - 1-2x2 dx1- x

 

 

2 - x2

4.

ò

 

dx

1+ x2

5.

òe3x × dx

6. ò tg2x dx

7. ò (shx - sin x)dx

æ

1 ö2

8.ò dx

9.ò(2tgx + 3ctg x)2dx

10.ò x ×cos(x2) dx

11.ò x ×dxln x

12.ò sin x × cosx dx

13.ò (e2x + e−2x )dx÷øxç x

Відповідь: 52 × x2 × x + C

Відповідь: 54 ×5x4 + C

Відповідь: 2×arcsin x - x + C

Відповідь: 3× arctgx - x + C

Відповідь: 13 ×e3x + C

Відповідь: tgx − x + C

Відповідь: ch x + cosx + C

Відповідь: x2 - 2× x + ln x + C 2

Відповідь:

4 × tgx - 9 × ctgx - x + C

Відповідь: sin(x2 )+ C 2

Відповідь: ln ln x + C

Відповідь: 23 ×sin x × sin x + C

e2x e−2x

Відповідь: 2 - 2 + C

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

14.

òcos(2x + 7)dx

Відповідь:

sin(2x + 7)

+ C

2

 

 

 

 

 

 

Відповідь:

 

 

15.

 

7x - 3

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

x +

 

+ C

ò

 

7

4 + x2

- 3×ln

4 + x2

 

 

 

 

4 + x2

1.3.2 Метод підстановки (метод заміни змінної)

1.dx

ò x + 2 + 3

2.òecos2 x ×sin 2x dx

 

 

 

 

dx

 

 

3.

ò

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

1+

 

 

 

 

 

 

1+ x

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

4.

ò

(9 + 3

 

)

 

 

 

 

 

x

x

 

 

5.

ò

 

 

(x + 2)

 

dx

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x2 + 4x +1)4

6.ò x × 2 - 3x dx

7.dx

òex -1

8.e2x

ò4ex +1dx

 

 

x

9.

ò

 

dx

(x +1)4

Відповідь:

2(x + 2 - 3× lnx + 2 + 3)+ C

Відповідь: - ecos2 x + C

Відповідь: 2(x +1 - lnx +1 +1)+ C

æ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

ö

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

6 x - 3arctg

 

 

 

Відповідь: 6 ×ç

 

 

 

 

 

÷

+ C

 

3

 

 

ç

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

÷

 

 

 

è

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ø

 

 

 

Відповідь: -

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

+ C

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ×

x

+ 4x

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2 - 3x)3

æ 8

 

 

 

 

 

 

6

ö

 

Відповідь: -

 

 

 

 

 

 

 

 

×

ç

 

 

 

 

 

+

 

x÷

+ C

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

è15

 

 

 

 

ø

 

Відповідь: ln ex -1 = ln ex -1 - x + C ex

Відповідь: 214 × (3ex -1)× 4(ex +1)3 + C

Відповідь:

1

-

1

+ C

3(x +1)3

2(x +1)2

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

 

 

 

10

 

 

10. ò

ln (tgx)

dx

Відповідь:

ln2(tg x)

+ C

 

 

cos2 x

 

2

 

1.3.3Метод інтегрування частинами

1.ò(x + 5)×3x dx

2.ò x×e2x dx

3.òarctgx dx

4.ò x ×cos2x dx

5.òsin(ln x)dx

6.

ò

 

x

dx

sin2 x

 

 

 

 

ò

 

 

×ln x dx ;

7.

 

x

8.

òarcsin x dx

9.

ò x2 × e−xdx

10.

òex ×sin x dx

 

x

æ

x + 5

 

1

ö

 

Відповідь: 3

ç

-

 

÷

+ C

 

 

 

 

×ç

ln 3

ln2

÷

 

 

è

 

3 ø

 

 

 

 

e

2x

×

æ x

-

1

ö

+ C

 

 

 

Відповідь:

 

 

 

 

 

ç

 

 

 

 

 

 

 

÷

 

 

 

 

 

 

 

 

2

4

 

 

 

Відповідь:

 

 

 

 

 

 

 

 

è

 

 

ø

 

 

 

 

 

 

ln(1+ x2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x×arctgx -

+ C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Відповідь:

 

x ×sin 2x

+

 

cos2x

+ C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Відповідь:

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

×(sin(ln x)- cos(ln x))+ C

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Відповідь: ln

 

sin x

 

- x ×ctgx + C

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

æ

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

ö

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

×

 

 

 

 

 

 

-

 

+ C;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Відповідь:

 

 

 

 

 

 

 

x

 

çln

x

 

 

÷

 

3

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

è

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ø

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Відповідь: x ×arcsin x +

 

 

 

 

1- x2

+ C

Відповідь:

-

 

 

x2

+ 2x + 2

+ C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ex

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Відповідь:

 

ex ×(sin x - cosx)

+ C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]