0887578_645D9_denisyuk_v_p_repeta_v_k_gaeva_k_a_kleshnya_n_o_visha_matemat
.pdfIV. Виведітьрекурентніформулидлявідшуканнянаступнихінтегралів:
40. |
J n = |
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dx |
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, |
n N |
, n > 1 . |
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∫ (x 2 |
+ a 2 )n |
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|||||||||||||||||||||||||||||
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||||||||||||
Розв’язання. Покладемо u = |
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1 |
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, dv = dx . Тоді |
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(x 2 + a 2 )n |
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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du = − |
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2nx |
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dx , v = x , |
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(x 2 + a 2 )n+1 |
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||||||||||||||||||||||||||
J n = |
x |
|
|
+ 2n∫ |
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|
x 2 |
|
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|
|
|
|
x |
|
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2n∫ |
(x2 + a2 ) − a2 |
|||||||||||||||||
|
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dx = |
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
dx = |
|||||||||||||||||||||||||||
(x 2 + a 2 )n |
|
(x 2 + a 2 )n+1 |
|
(x2 + a2 )n |
|
(x2 + a2 )n+1 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
= |
|
|
x |
|
|
|
|
+ 2n∫ |
|
|
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1 |
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|
|
dx − 2na2 ∫ |
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|
1 |
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|
dx . |
|||||||||||||||
|
(x |
2 |
|
2 |
) |
n |
(x |
2 |
|
+ a |
2 |
) |
n |
(x |
2 |
+ a |
2 |
) |
n+1 |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
+ a |
|
|
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|||||||||||||||
Отже, |
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|
x |
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||||
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J n |
= |
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+ 2nJ n − 2na 2 J n+1 , |
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|
(x2 + a 2 )n |
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|||||||||||||||||||||||||||
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|||||||||
або |
|
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|
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Jn+1 |
= |
|
|
1 |
|
|
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|
|
x |
|
|
|
+ |
2n − 1 |
|
|
|
1 |
|
Jn . |
|
|
(2.3) |
|||||||||
|
|
|
|
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|
2na2 |
|
|
(x2 + a2 )n |
2n |
a2 |
|
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|||||||||||||||||||||||||||||
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Одержана рекурентна формула дає можливість поступово знаходити інтеграли J n для будь-якого значення n, починаючи з n = 1 .
Наприклад, |
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J1 = |
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|
dx |
|
|
|
= |
1 |
arctg |
x |
+ C — табличний інтеграл; |
||||||||||||||||||||
|
∫ x |
2 + a2 |
|
|
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|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
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|
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|
a |
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
J 2 |
= |
|
|
|
|
|
|
|
dx |
|
|
|
= |
|
|
1 |
|
|
|
x |
+ |
1 |
|
1 |
J1 = |
||||||||
|
∫ (x 2 + a 2 )2 |
|
2a 2 |
|
x 2 + a 2 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
a 2 |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
= |
|
1 |
|
|
|
|
|
x |
|
+ |
|
1 |
|
|
arctg |
x |
|
+ C і т. д. |
|||||||||||||
|
|
|
|
2a 2 |
|
x |
2 + a 2 |
|
2a3 |
|
a |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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||||||||||||||
41. |
J n, −m = |
|
sin n x |
|
dx . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
∫ cosm x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
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|
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|
|
|
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|
|
|
|
|
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|
Розв’язання. Підінтегральний вираз розіб’ємо на частини u = sin n−1 x ,
dv = sin x dx . Знайдемо cosm x
91
|
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|
du = (n − 1) sin n−2 x cos xdx , |
|
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|||||||||||||||
v = ∫ |
sin x |
|
|
dx = − ∫ |
d(cos x) |
= |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
( m ≠ 1 ), |
||||||||||
cos |
m |
x |
cos |
m |
x |
|
(m − 1) cos |
m−1 |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|||||||||||||||
|
Jn, −m = |
|
|
sinn−1 x |
|
|
|
− |
|
|
n − 1 |
∫ |
|
sinn−2 x |
|
dx . |
|||||||||||
|
|
(m − 1) cosm−1 x |
|
|
m − 1 |
|
cosm−2 x |
||||||||||||||||||||
Отже, |
|
|
|
|
|
|
|
|
sinn−1 x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Jn, −m |
= |
|
|
|
|
− |
n − 1 |
J n−2, 2−m . |
|||||||||||||||||
|
|
(m − 1) cosm−1 x |
m − 1 |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
Т.1 |
|
|
ВПРАВИ ДЛЯ АУДИТОРНОЇ |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
І |
САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ |
|
|
|
Знайдіть інтеграли, використовуючи безпосереднє інтегрування.
1. |
∫ (x − 1)(2x + 3)dx . |
2. |
∫ |
x3 − 8 |
dx . |
|
||||||||||||||||
x − 2 |
|
|
||||||||||||||||||||
4. |
∫ |
x 2 |
+ 2x − 3 |
dx . |
5. |
∫ |
4 |
x |
3 |
|
(1− |
x )dx |
||||||||||
|
|
|
3 |
x |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
7. |
∫sin 2 |
x |
dx . |
|
|
|
8. |
∫ tg2 xdx . |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1+ 5 cos |
2 |
x |
|
|
|
|
x |
2 |
|
|
|
|||||||||
10. ∫ |
|
dx . |
11. ∫ |
|
2+ 1 |
+ 1 dx |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
||||||||||||
|
|
|
|
1+ cos 2x |
|
|
|
|
|
|
|
+ 1 |
||||||||||
13. ∫ |
|
|
|
dx . |
|
|
|
14. ∫ e x (3 − e− x )dx |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
x 2 − 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
16. ∫ |
6 x−1 + 8x |
|
dx . |
17. ∫ |
|
|
dx |
|
. |
|||||||||||||
|
2 |
x |
|
|
4 + |
9x |
2 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. ∫ x x dx .
. 6. ∫ |
x − 1 dx . |
|
x − x |
9. ∫(2ctg x −1)(2ctg x +1)dx.
. |
12. ∫ |
|
dx |
. |
|
|
|
|
|||
|
|
16 − x 2 |
|||
. |
15. ∫ |
|
x 4 |
|
dx . |
x |
2 |
||||
|
|
+ 1 |
|
||
|
18. ∫ |
|
dx |
. |
|
|
|
|
|
||
|
|
9 − 16x 2 |
19. ∫ |
3−x + 3+x |
dx. 20. |
∫ (3 x − 1)(2 4 x + 3)dx . |
|
|||
|
9−x2 |
|
Знайдіть інтеграли, використовуючи метод заміни змінної або внесення функції під знак диференціала.
21. а) ∫sin 3 xd(sin x) ; б) ∫sin 3 x cos xdx ; в) ∫ cos3 2x sin 2xdx .
92
22.а) ∫ ln3 xd(ln x) ;
23.а) ∫ 2tg x d (tg x) ;
24.∫ (3x − 4)6 dx .
27. |
∫ |
|
xdx |
. |
|
5 |
2 |
||||
|
|
+ x |
|||
30. |
∫ |
|
xdx |
. |
|
4 |
4 |
||||
|
|
+ x |
|||
33. |
∫ (3x 2 + 1)dx . |
||||
|
|
|
x3 + x + 1 |
б) ∫ lnx3 x dx .
б) ∫ 2tg x dx . cos2 x
25. |
∫ 3 2x + 5dx . |
||
28. |
∫ |
x 2 dx |
. |
3 |
|||
|
|
4 + x |
∫xdx
31..
|
1− x 4 |
34. ∫ |
x 2 dx . |
|
1+ x6 |
26. |
∫8 3 − xd(3x) . |
||
29. |
∫ |
(2x − 4)dx |
. |
2 |
|||
|
|
5 + 4x − x |
|
32. ∫ |
x3 dx . |
||
|
|
1− x 4 |
∫sin xdx
35..
4 − cos x
36. ∫ sin xdx . |
37. ∫ |
tg xdx |
. |
38. ∫ |
ln xdx . |
39. ∫ x 2 e x3 dx . |
|
||||||
x |
|
x |
|
x |
|
40. |
∫ esin |
|
x cos x |
dx |
. |
||||
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 x |
|
43. |
∫ |
|
xdx . |
|
|
|
|
||
|
|
x(x + 1) |
|
|
|
|
|||
46. |
∫ x tg(x2 − 1)dx. |
|
|
||||||
49. |
∫ (1− 2x)99 xdx . |
||||||||
52. |
∫ |
|
|
dx |
. |
|
|
|
|
1 |
+ |
3 |
x + 1 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
55. |
∫ |
|
|
dx |
. |
|
|
|
|
x |
|
x 2 − 4 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
58. |
∫ |
|
|
|
dx |
|
. |
|
|
x |
2 |
|
x 2 − 1 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x − 1 |
dx |
||
41. |
∫ |
|
x |
|||
|
x |
2 . |
||||
|
|
|
|
|
|
|
44. |
∫ |
|
dx |
. |
||
e |
x |
|||||
|
|
+ 1 |
||||
47. |
∫ x3 dx . |
|||||
|
|
|
x − 1 |
|||
50. |
∫ |
x |
dx . |
|||
|
|
x + 1 |
||||
53. |
∫ |
|
dx . |
|||
|
|
|
1+ e x |
56.∫ 1+ x 2 dx .
x4
59. ∫ |
e2x dx . |
|
4 1+ e x |
42. |
∫ |
1 |
dx . |
|||
|
|
+ |
x |
|||
45. ∫ |
1 |
xdx . |
||||
|
|
+ x |
|
|
||
48. |
∫ |
|
(2x + 7)dx |
. |
||
|
3 |
|||||
|
|
|
(3x − 2) |
51.∫ (x + 1)dx .
x x − 2
54. |
∫ |
|
x 2 dx . |
|
||
|
|
|
1− x 2 |
|
||
57. |
∫ x 2 9 − x 2 dx . |
|||||
60. ∫ |
|
|
dx |
. |
||
(1 |
+ x |
2 |
) arctg x |
|||
|
|
|
|
93
Знайдіть інтеграли, використовуючи метод інтегрування частинами.
61. ∫ x cos 4xdx .
64. ∫(x3 − 2x2 + 4)e2xdx .
66. ∫ x 2 2 x dx .
69. ∫ ln(x 2
1
72. ∫ x 3 ln 2 xdx .
75. ∫ x arcsin xdx .
78. ∫ arccos xdx .
81. ∫ e x cos 2xdx .
84. ∫ x sin x dx . cos3 x
87. ∫ arctg2 x dx . x3
(2x − 5) sin 2xdx . 63. ∫ (x + 3)e x dx . (x3 + x2 − 3x −1)cos xdx.
|
|
ln(2x − 1)dx . |
|
|
|
x ln(x − 1)dx . |
|
73. |
∫ ln 2 xdx . |
||
76. |
∫ xtg 2 xdx . |
||
79. |
∫ |
x arctg x |
dx . |
|
|||
|
|
1+ x2 |
|
82. |
∫sin ln xdx . |
∫x 2 e x
85.(x + 2)2 dx .
88. ∫ arcsin x dx .
1+ x
68. |
∫ |
x ln xdx . |
|
71. |
∫ x ln(x 2 + 1)dx . |
||
74. |
∫ x arctg xdx . |
||
77. |
∫ x cos2 xdx . |
||
80. |
∫ |
ln 2 x |
dx . |
3 |
|||
|
|
x |
|
83. |
∫ e px sin qxdx . |
||
86. |
∫ arcsin 2 xdx . |
||
89. |
∫ |
x arcsin x dx . |
|
|
|
1− x 2 |
Доведіть рекурентні формули.
|
90. |
|
J n |
= ∫ |
(a 2 − x 2 )n dx = |
|
|
x(a 2 − x 2 )n |
+ |
2na 2 |
|
|
J n−1 . |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
2n + 1 |
2n + 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
91. |
|
J n |
= ∫ (ln x)n dx = x(ln x)n − nJ n−1 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
92. |
|
J n |
= ∫ x p (ln x)n dx = |
|
x p+1 (ln x)n |
− |
n |
|
J n−1 . |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
p + 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p + 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
93. |
|
Jn |
= ∫ (tg x)n dx = |
|
1 |
|
|
|
(tg x)n−1 − Jn−2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
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n − |
1 |
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Відповіді |
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1. |
2 |
x3 |
+ |
x2 |
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− 3x + C . 2. |
|
1 |
x3 + x2 + 4x + C . 3. |
|
4 |
x7 / 4 + C . 4. |
3 |
x8 / 3 |
+ |
|
6 |
x5 / 3 |
− |
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3 |
7 |
8 |
5 |
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3 |
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2 |
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– |
9 |
x2 / 3 |
+ C . 5. |
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4 |
x7 / 4 − |
4 |
x9 / 4 + C . 6. −x − 2 |
x + C . |
7. (x − sin x)/ 2 + C . |
8. tg x − |
||||||||||||||||||||||||||
2 |
7 |
9 |
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94
− x + C . 9. −4ctg x −5x +C . 10.
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x |
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||
12. arcsin |
+ C . 13. ln |
x + x2 − 4 |
||
4 |
||||
|
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|
tg x +5x |
|
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||||
|
+C . 11. ln |
x + 1+x2 |
+arctg x +C . |
|||||
2 |
||||||||
|
|
1 |
|
|
|
|||
+ C . 14. 3ex − x + C . 15. |
x3 |
−x +arctg x +C . |
||||||
3 |
||||||||
|
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16. |
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3x |
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+ |
|
4x |
|
+ C . 17. |
|
1 |
arctg |
3x |
+C . 18. |
1 |
arcsin |
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|
4x |
+ C . 19. 2 |
3 + x − 2 |
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|
3 − x + C . |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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6ln3 |
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ln4 |
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6 |
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2 |
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4 |
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3 |
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20. x(−3+ |
|
9 3 |
|
x |
– |
|
8 4 |
x + |
24 |
12 |
|
x |
7 |
) +C . 21. а) |
|
sin4 x |
+ C; б) |
|
sin4 x |
+ C; в) − |
1 |
cos |
4 |
2x + C. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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4 |
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5 |
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19 |
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4 |
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4 |
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8 |
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2tgx |
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2tgx |
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22. а) |
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|
ln4 x |
+ C |
; |
|
|
б) |
|
|
ln4 x |
|
+ C . |
23. а) |
|
|
|
+ C ; |
|
|
б) |
|
|
+ C . |
24. |
|
|
|
(3x − 4)7 |
|
+ C . |
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3 |
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4 |
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4 |
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9 |
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ln2 |
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1 |
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ln 2 |
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1 |
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21 |
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25. |
|
3 |
(2x + 5)4 |
+ C . 26. − |
|
|
3 (3 − x)4 + C . 27. |
|
ln(x2 + 5) + C . 28. |
|
ln(x3 + 4) + C . |
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8 |
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4 |
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2 |
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3 |
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29. |
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− ln |
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5 + 4x − x2 |
|
+ C . 30. |
|
1 |
arctg |
x2 |
+ C . |
31. |
|
1 |
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arcsin x2 + C . |
32. − |
1 |
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1− x4 + C . |
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1 |
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4 |
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2 |
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2 |
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2 |
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33. |
2 |
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|
x3 + x + 1 + C . |
34. |
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ln |
x3 |
+ |
1+ x3 |
|
+ C . |
|
35. −8 ln(4− cos x)−2 |
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cos x +C . |
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3 |
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2 |
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1 |
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|||||||
36. −2cos |
|
x + C . |
|
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|
37. −2ln |
cos |
x |
+ C . |
|
|
|
|
38. |
|
|
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× (ln x)3/ 2 + C. |
39. |
|
ex3 + C . |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
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|
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3 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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3 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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|
sin |
|
x |
|
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2 |
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x − 1 3 |
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
40. |
e |
|
+ C . |
41. |
|
|
|
|
+ C . |
42. 2 |
|
|
x − 2ln(1 + |
|
|
x ) + C . |
43. 2arctg |
|
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x + C . |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
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3 |
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|
x |
|
|
|
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|
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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|||||||
44. |
|
x − ln(ex + 1) + C. 45. 2 |
|
x −2arctg |
|
|
x +C . 46. − |
1 |
|
ln |
|
cos(x2 − 1) |
|
|
|
+ C . 47. |
2 |
|
|
(x − 1)7 + |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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7 |
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2 |
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||||||||||||
+ |
6 |
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|
(x − 1)5 + 2 |
(x − 1)3 + 2 |
|
x − 1 |
+ C . 48. |
− |
|
|
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|
2 |
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|
− |
|
25 |
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|
|
+C . 49. − |
(1−2x)100 |
+C. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
9(3x− 2) |
|
|
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2 |
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5 |
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18(3x−2) |
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200 |
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t2 |
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|||||||||||||||||
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x + 1 − 1 |
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x − 2 |
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50. |
ln |
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+ C . 51. 2 |
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x − 2 + |
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2 arctg |
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+ C . 52. 3 |
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− 2t + ln |
t |
+ C , де |
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x + 1 + 1 |
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2 |
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2 |
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|||||||||||||||||||
t = 1+ 3 x + 1 . |
53. ln |
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ex + 1 −1 |
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+ C . |
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54. |
|
1 |
|
arcsin x − |
|
|
x |
× |
1− x2 |
+ C . 55. |
1 |
arccos |
2 |
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+ C . |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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ex + 1 + 1 |
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2 |
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2 |
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2 |
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|
x |
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|||||||||||||||||||||||||||||
56. − |
|
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(1+ x2)3 |
|
+ C . |
|
|
57. |
|
81 |
arcsin |
x |
− |
x |
|
|
|
9 − x2 × |
(9 − 2x2) + C . |
58. |
|
|
|
|
|
|
x2 − 1 |
+ C . |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
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4 |
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3x3 |
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|
4 |
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8 |
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3 |
8 |
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x |
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1 |
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|
x |
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||||||||||||||||||||
59. |
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4 |
|
(1+ ex )7 |
− |
4 (1 + ex )3 + C . |
60. |
|
ln |
|
arctg x |
|
+ C . |
61. |
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|
sin 4x + |
|
|
cos 4x + C . |
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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7 |
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3 |
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|
x |
3 |
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4 |
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16 |
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5 − 2x |
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1 |
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63. (x + 2)ex + C . |
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7 |
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|
7 |
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9 |
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
62. |
|
cos 2x + |
sin 2x + C . |
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64. |
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− |
x2 + |
x + |
e2x |
+ C . |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
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2 |
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2 |
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2 |
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|
4 |
|
|
4 |
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8 |
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|||||||||||||||||
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|||||||||||||||||||||||
65. |
(3x |
2 |
|
+ 2x − 9)cos x + (x |
3 |
|
+ |
|
|
x |
2 |
− 9x − 3)sin x + C . |
|
|
|
|
|
|
|
66. |
|
|
x2 ln2 |
2 − 2xln2 + 2 |
x |
+ C . |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
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|
|
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|
2 |
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
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ln3 2 |
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|
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|
|
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95
67. |
|
xln(2x −1) − x − |
1 |
|
ln(2x −1) + C . |
|
|
68. |
|
|
2 |
x x ln x − |
4 |
|
x |
x + C |
. 69. |
|
xln(x2 + 4) − 2x + |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
9 |
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
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|
|
2 |
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|
|
|
|
|
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|
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|
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|
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|
3 |
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|
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|
|
|
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|
|
|
|
|||||
+ 4 arctg |
|
x |
+ C . |
70. |
|
|
|
x2 |
|
ln(x −1) − |
1 |
|
(x +1)2 − |
1 |
|
ln |
|
x −1 |
|
+C . |
|
71. |
|
1 |
|
[(x2 + 1)ln × |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
3 3 |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
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|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
× (x |
+ 1) |
− x |
− 1] |
+ C . |
72. |
|
x |
4 |
(8ln |
2 |
x − 12ln x + 9) + C . 73. x(ln |
x |
− 2ln x + 2) + C . |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
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|
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|
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|
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|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
74. |
|
1 |
(x |
2 |
+1)arctg x− |
x |
|
+C . 75. |
|
2x2 − 1 |
arcsin x + |
1 |
|
x |
1− x |
2 |
|
+ C . |
|
|
|
76. |
x tg x − |
x2 |
|
+ |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
2 |
|
2 |
|
4 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
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|
||||||||||||
+ln |
|
cos x |
|
+ C . |
|
|
|
77. |
|
|
|
x2 |
|
+ |
x |
sin 2x + |
|
|
1 |
cos 2 x + C . |
78. |
|
x arccos x − |
|
|
1 − x2 + C . |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
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|
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|
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|
|
8 |
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
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|
|
2 |
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
4 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2ln2 x + 2ln x + 1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
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|
|
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|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
79. |
|
|
|
1+x |
|
|
arctg x |
−ln(x + |
1+x |
) +C . |
80. − |
+ C . |
|
81. |
|
e |
(2sin 2x + |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4x2 |
|
|
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|
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|
5 |
|
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
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|
|
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|
|
|
|
|
|
|||||||
+ cos 2x) + C . 82. |
|
|
x |
|
(sinln x − cosln x) + C . |
83. |
epx ( psin qx − qcosqx) |
+ C. 84. |
|
x |
|
|
|
− |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
p2 + q2 |
|
|
|
2cos2 x |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
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|
|
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|
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|
|
|
|
||||||||||||||
− |
1 |
tgx+ Ñ . 85. |
x − 2 |
ex |
|
|
+ C . 86. |
|
|
xarcsin2 x + 2arcsin x |
1− x2 − 2x + C . 87. − |
arctg2 x |
|
− |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x + 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
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|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2x2 |
|
|||||||||||||
− |
arctgx |
− |
arctg2 x |
|
+ln |
|
x |
|
– |
ln(1+x2) |
|
+C. |
|
|
88. 2 1+ x arcsin x + 4 |
1− x + C. |
89. |
−arcsin x× |
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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x |
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2 |
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2 |
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× 1 − x2 + x + C.
Т.1 ІНДИВІДУАЛЬНІ ТЕСТОВІ ЗАВДАННЯ
1.1. Знайдіть інтеграли.
1.1.1. ∫ |
x2 − 3x + 2 |
dx . |
1.1.2. ∫ 4 x7 (2 − x )dx . |
|||||
|
|
|
||||||
|
4 x |
|
|
|
||||
1.1.3. ∫ 5 x3 (4 + 3 x )dx . |
1.1.4. ∫ 3 x2 (1− 4 x )dx . |
|||||||
1.1.5. ∫ 5 x4 (1+ 3 x )dx . |
1.1.6. ∫ 6 x5 (3 − 3 x )dx . |
|||||||
1.1.7. ∫ |
x3 + 1 |
dx . |
1.1.8. ∫ |
x − x + 1 |
dx . |
|||
|
|
|||||||
|
7 x2 |
|
|
|
|
|
3 x4 |
|
1.1.9. ∫ |
x + |
x − 2 |
dx . |
1.1.10. ∫ 3 x7 (5 − 5 x )dx . |
||||
|
|
|||||||
|
5 x4 |
|
|
|
||||
1.1.11. ∫ (5 x4 |
|
+ 1) 3 x4 )dx . |
1.1.12. ∫ 4 x5 (2 − 6 x )dx . |
|||||
1.1.13. ∫ 3 x8 (1+ 3 x )dx . |
1.1.14. ∫ (4 x9 + 1) 3 x2 )dx . |
96
1.1.15. ∫ 7 x5 (1− 7 x )dx . |
|
|
|
|
|
|
|
|
1.1.16. ∫ |
|
x |
x + 1 |
dx . |
|
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|||||||||||||||||||||||||||||
|
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|
3 x2 |
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
1.1.17. ∫ |
|
|
3 x − x2 + 2 |
dx . |
|
|
|
|
|
|
|
|
1.1.18. ∫ |
|
x4 + |
x − 3 |
|
dx . |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
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|
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|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
3 x4 |
|
|
|
|
|
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|
|
3 x5 |
|
|
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|
|
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|
|
|
|
||||||||
1.1.19. ∫ 3 x7 (3 + 4 x )dx . |
|
|
|
|
|
|
|
|
1.1.20. ∫ 3 x4 (1+ 5 x )dx . |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1.1.21. ∫ 5 x3 (5 − |
|
x )dx . |
|
|
|
|
|
|
|
|
1.1.22. ∫ |
|
x |
x + 4 |
dx . |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
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|
|
3 x4 |
|
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|
|
|
|
|
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|
|
|
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|
1.1.23. ∫ |
|
|
3 x − 2x3 + 1 |
dx . |
|
|
|
|
|
|
|
|
1.1.24. ∫ |
|
x2 + |
x − 1 |
|
dx . |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
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|
3 x2 |
|
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|
|
|
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|
3 x7 |
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
1.1.25. ∫ 4 x9 (1− |
|
x )dx . |
|
|
|
|
|
|
|
|
1.1.26. ∫ (5 x + 2) 3 x2 )dx . |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1.1.27. ∫ 4 x3 (3 − 3 x )dx . |
|
|
|
|
|
|
|
|
1.1.28. ∫ |
|
x2 |
x + 1 |
|
dx . |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 x |
|
|
|
|
|
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||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
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|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1.1.29. ∫ |
|
|
3 x − 3x2 + 1 |
dx . |
|
|
|
|
|
|
|
|
1.1.30. ∫ |
|
x4 + |
x − 2 |
dx . |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
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|
|
|
|
|
|
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|||||||||||||||||||||||||
|
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|
|
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|
3 x5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 x3 |
|
|
|
|
|
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|
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|||||||
1.2. Знайдіть інтеграли. |
|
|
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|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
1.2.1. ∫ |
2 − 3x |
dx . |
1.2.2. ∫ |
3 − 5x |
|
dx . |
1.2.3. ∫ |
8 − 13x |
|
|
dx . |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
x |
2 |
+ 2 |
|
1 |
− x2 |
|
|
|
x2 − 1 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
1.2.4. ∫ |
|
6x + 1 |
|
|
dx . |
1.2.5. ∫ |
|
x − 2 |
|
|
dx . |
1.2.6. ∫ |
|
|
3 − 7x |
|
|
|
dx . |
||||||||||||||||||||||||||||
2x |
2 |
− |
1 |
2 |
− x2 |
|
1 |
|
− 4x |
2 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
1.2.7. ∫ |
|
|
|
5 − 3x |
|
|
dx . |
1.2.8. ∫ |
|
1 + x |
|
|
dx . |
|
1.2.9. |
∫ |
|
|
3x + 2 |
|
|
dx . |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
2x2 + 1 |
|
2 − x2 |
|
|
2x |
2 |
|
+ 1 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
1.2.10. ∫ |
|
|
|
1 − 5x |
|
dx . |
1.2.11. ∫ |
|
4x − 3 |
dx . |
1.2.12. |
∫ |
|
|
5x + 1 |
|
dx . |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
25x |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
3x |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
+ 1 |
|
|
|
|
|
|
− 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
x2 − 6 |
||||||||||||||||||||||||
1.2.13. ∫ |
|
|
|
x − 3 |
|
|
dx . |
1.2.14. ∫ |
|
5 − 3x |
dx . |
1.2.15. |
∫ |
|
|
4 − 2x |
|
dx . |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
9x |
2 |
|
+ 7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 − 3x2 |
|
|
|
|
|
|
|
1 − 4x2 |
||||||||||||||||||||||||||
1.2.16. ∫ |
|
|
5 − x |
|
|
dx . |
1.2.17. ∫ |
|
1 + 3x |
dx . |
1.2.18. |
∫ |
|
5 − 4x |
|
dx . |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
x |
2 |
+ |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4x2 + 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 − x |
2 |
|
|
|||||||||||||||||||||
1.2.19. ∫ |
|
|
|
5x − 1 |
|
dx . |
1.2.20. ∫ |
|
1 − 3x |
|
dx . |
1.2.21. |
∫ |
|
|
x − 5 |
|
|
|
dx . |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
x2 − 3 |
|
|
4x |
2 |
− |
1 |
3 |
− 2x |
2 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
97
1.2.22. ∫ |
x + 4 |
dx . |
||
|
9 − x2 |
|
||
1.2.25. ∫ |
1 + 3x |
dx . |
||
|
x2 + 1 |
|
||
1.2.28. ∫ |
8 − |
2x |
dx . |
|
2 |
|
|||
|
3x |
+ 1 |
|
1.3. Знайдіть інтеграли.
1.3.1. ∫sin 2 (1 − x)dx .
1.3.3. ∫ (1− 2 sin x)2 dx .
1.3.5. ∫cos3 (1 + 3x)dx .
1.3.7. ∫sin 2 32x dx .
1.3.9. ∫cos3 (2x + 3)dx .
1.3.11. ∫(1 − cos 2x)2 dx .
1.3.13. ∫sin 3 6xdx .
1.3.15. ∫sin 2 (4x − 3)dx .
1.3.17. ∫ (1+ 2 cos x)2 dx .
1.3.19. ∫ sin2 (2x − 1)dx .
1.3.21. ∫ (1− 3cos x)2 dx .
1.3.23. ∫sin 3 (5x − 1)dx .
1.3.25. ∫ cos2 (2x + 1)dx .
1.3.27. ∫ cos2 7xdx .
1.3.29. ∫sin 3 4xdx .
1.2.23. ∫ |
2x − 7 |
dx . |
1.2.24. |
|
∫ |
|
|
7x − 2 |
dx . |
||||||||
x |
2 |
− 5 |
|
|
|
|
x |
2 − 1 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1.2.26. ∫ |
x − 5 |
dx . |
1.2.27. |
|
∫ |
|
3 − 7x |
|
dx . |
||||||||
x |
2 |
+ 7 |
|
|
x |
2 |
+ 1 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1.2.29. ∫ 3x + 7 dx . |
1.2.30. |
|
∫ |
|
|
2x − 1 dx . |
|||||||||||
|
|
x2 + 4 |
|
|
|
|
|
|
|
3x2 − 4 |
|||||||
|
|
|
|
1.3.2. ∫sin3 (1 − 2x)dx . |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
1.3.4. ∫ cos3 (5x −1)dx . |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
1.3.6. ∫(3 − sin 2x)2 dx . |
|
||||||||||||
|
|
|
|
1.3.8. ∫(cos x + 3)2 dx . |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
1.3.10. ∫sin 3 |
4x |
dx . |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
1.3.12. ∫sin 2 (2x − 1)dx . |
|
||||||||||||
|
|
|
|
1.3.14. ∫sin 2 |
x |
dx . |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
1.3.16. ∫ cos2 (1− 2x)dx . |
|
||||||||||||
|
|
|
|
1.3.18. ∫ cos2 3xdx . |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
1.3.20. ∫ sin2 (1− x)dx . |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
1.3.22. ∫ cos2 |
|
2x |
dx . |
|
|
5
1.3.24. ∫ cos2 (3 − x)dx .
1.3.26. ∫ cos3 4xdx .
1.3.28. ∫ (sin x − 5)2 dx .
1.3.30. ∫sin 2 34x dx .
98
Тема 2. МНОГОЧЛЕНИ. РАЦІОНАЛЬНІ ФУНКЦІЇ
Многочлен, корінь многочлена. Основна теорема алгебри. Розкладання многочлена на множники. Дробові раціональні функції. Правильні і неправильні раціональні дроби. Елементарні дроби. Розкладання неправильного дробу у суму многочлена і правильного раціонального дробу. Розкладання правильного раціонального дробу на елементарні дроби.
Література: [1, розділ 4], [3, розділ 7, § 1], [4, розділ 7, § 22], [6, розділ 7], [7, розділ 10, § 7—8], [8, 1 част., розділ 7, § 31].
Т.2 ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ
2.1. Многочлени. Розкладання многочленів на множники
Многочленом (поліномом, або цілою раціональною функцією) n-го сте-
пеня називають функцію вигляду
Pn (x) = a0 xn +a1 xn−1 +...+an−1 x +an ,
де n — натуральне число (степінь многочлена), a0 ≠ 0, a1 , …, an — довіль-
ні сталі.
Число x0 , для якого Pn (x0 ) = 0 , називають коренем многочлена Pn (x) .
|
Якщо x0 — корінь многочлена Pn (x) , то многочлен ділиться без |
|||
Теорема 1 |
||||
остачіналінійниймножник x −x , тобтосправедливаформула |
||||
|
||||
|
0 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Pn (x) = (x −x0 )Qn−1(x), |
|
де Qn−1 (x) — многочлен степеня n – 1.
Теорема 2 (Безу). Остача від ділення многочлена Pn (x) на двочлен x − λ дорівнює значеннюмногочлена Pn (x) при x = λ , тобтоPn (λ) .
Теорема Безу дає змогу знайти остачу від ділення многочлена Pn (x) на двочлен x − λ , протезаїїдопомогоюнеможназнайтичасткувідцьогоділення.
|
(основна теорема алгебри). Довільний многочлен ненульо- |
|
Теорема 3 |
||
вого степеня має принаймні один корінь — дійсний або ком- |
||
|
плексний. |
99
Теорема 4 Довільний многочлен Pn (x) можна подати у вигляді
Pn (x) = a0 (x −x1)(x −x2 ) (x −xn ),
де x1 , x2 , , xn — корені многочлена, a0 — коефіцієнт многочлена при xn . Зокрема,
ax2 +bx +c = a(x −x1)(x −x2 ),
де x , x |
2 |
— корені рівняння ax2 +bx +c = 0 . |
|
|
|
|
|||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Якщо |
P (x) |
ділиться |
без остачі |
|
на (x −x )k , |
але |
не ділиться на |
||||||||
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
(x −x )k+1 , то x |
називають коренем многочлена P (x) кратності k. |
||||||||||||||
0 |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
||
У такому разі |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
P (x) = (x −x )k Q |
|
(x) , Q |
(x ) ≠ 0 . |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
n |
|
0 |
n−k |
n−k |
0 |
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Якщо многочлен Pn (x) має корені x1 , x2 , |
, xm |
(m ≤n), |
кратність |
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яких відповідно k1 , k2 ,…, km , то його можна розкласти на множники: |
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P (x) = a (x −x )k1 |
(x −x )k2 ...(x −x )km . |
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(*) |
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n |
0 |
1 |
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2 |
m |
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Многочлен |
Pn (x) тотожно рівний нулю тоді і тільки тоді, |
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Теорема 5 |
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коли всі його коефіцієнти рівні нулю. |
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Многочлени |
P (x) =a xn +a xn−1 |
+...+a |
x +a |
і Q (x) = |
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Теорема 6 |
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b xn + b xn |
n |
0 |
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1 |
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n−1 |
n |
n |
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= |
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−1 + ... + b |
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x + b тотожно рівні тоді і тільки тоді, |
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0 |
1 |
n−1 |
|
n |
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коли виконуються рівності
a0 = b0 , a1 = b1 , …, an = bn .
Теорема 7 Якщо многочлен Pn (x) з дійсними коефіцієнтами має комплекснийкорінь a +bi , тоспряжене число a −bi — теж його
корінь, причому корені a +bi і a −bi мають однакову кратність. Розглянемо добуток
(x −(a +bi))(x −(a −bi)) = ((x −a) −bi)((x −a) +bi) = (x −a)2 +b2 = = x2 −2ax +a2 +b2 = x2 + px +q ,
де p =−2a, q = a2 +b2 .
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