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

integral

.pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
22.02.2016
Размер:
439.85 Кб
Скачать

 

3

2

 

1

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

2 ln (x

 

+ 2)+

 

arctg

 

2ln

x 1

+c .

 

2

2

 

 

 

 

 

 

10. Знайти інтеграл: x6dx+1.

Розв’язання. Загальний метод розв’язання передбачає розкладання знаменника на три множника

(x6 +1)=(x2 +1)(x4 x2 +1)=(x2 +1)(x2 + 3x +1)(x2 3x +1), а далі методом

невизначених коефіцієнтів приходимо до системи з шести рівнянь. З метою уникнути цього можна спочатку розкласти підінтегральну функцію на два

дробу зі змінною x2 , що приводить до системи з трьох рівнянь:

 

 

1

 

=

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

=

A

+

 

 

 

Bx2 +C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

x6 +1

(x2 +1)(x4 x2 +1)

(x2 +1)

(x4 x2 +1)

 

 

x4

0 = A + B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

0 = −A + B +C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x0 1 = A +C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Звідки A =

1

, B = −

1 , C =

2 тому

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 + 2

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

+

 

 

 

 

 

. А зараз вже розкладемо

 

x6 +1

(x2 +1)(x4 x2 +1)

3(x2 +1)

3(x4 x2 +1)

останній дріб на два:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 + 2

 

 

 

=

 

 

 

Ax + B

 

 

+

Cx + D

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

(

x4

x2 +

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

x2

+ 3x +1 x2 3x +1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

3(Ax + B)(x2

 

3x +1)+3(Cx + D)(x2 +

 

3x +1)

. Отримали систему з

 

 

 

 

 

3

(

 

 

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x4 x2 +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чотирьох рівнянь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3

0 =3A +3C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 1 = −3 3A +3B +3 3C +3D

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1 0 =3A 3 3B +3C +

3 3D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x0

2 =3B +3D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Яка дає

A = −C =

 

 

 

1

 

;

B = D = 1 , тобто

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

x + 2 33

 

 

1

 

 

x 2 33

 

 

=

 

+

 

 

 

 

 

 

 

.

 

x6 +1

3(x2 +1)

2 3

x2 + 3x +1

2 3

 

x2 3x +1

Але в цьому прикладі штучними перетвореннями можна отримати значно

30

більш прості вирази. Спочатку перетворимо підінтегральну функцію:

 

1

=

(x4 +1)+(1 x4 )

=

 

 

 

x4 +1

+

 

1 x4

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

)

 

(

 

 

 

)

 

 

x6 +1

 

 

 

2

(

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

2

x6 +

 

 

 

x6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x6 +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 2

 

+1

 

 

=

 

(x4 x2 +1)+ x2

 

 

+

 

 

 

 

(1 x2 )(1 + x2 )

 

 

=

 

 

(

x

2

)(

 

 

 

 

 

 

)

 

 

(

x4 x2 +

)(

 

 

 

)

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+1 x4

x2 +1 2

 

1 1 + x2

 

 

 

 

=

 

 

 

1

 

 

+

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

x

2 1

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

2

)

 

 

(

 

6

 

)

 

(

 

4

 

 

2

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 x

+1 2 x

+1 2 x

x

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Перші два доданка легко інтегруються, тому знайдемо розклад на прості дроби тільки останнього доданка. Маємо:

 

 

 

 

x2 +1

=

 

 

 

 

 

Ax + B

 

 

 

+

 

 

 

 

Cx + D

 

 

. Чисельники дають рівняння

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

x

4

x

2

)

 

x

2

+ 3x

+1 x

2

 

3x +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

+

1

 

(Ax + B)(x2 3x +1)+(Cx + D)(x2 + 3x +1).

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3

0 = A +C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 1 2 = − 3A + B + 3C + D

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1 0 = A 3B +C + 3D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x0 1 2 = B + D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Звідси A = −C =

 

 

 

1

 

; B = D =

1

, тому

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

x +

 

 

 

 

 

 

1

 

 

x

 

 

.

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

x6 +1

 

 

(x2 +1)

 

(x6 +

1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

2 3 x2

+ 3x +1 2 3 x2

3x +1

Інтегруючи цю рівність, маємо:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

x2 + 3x +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

2 arctg x +

6 arctg x

 

 

+

 

 

 

 

 

ln

 

 

 

 

+c.

 

 

 

 

 

 

x6 +1

 

 

 

4

 

3

x2

3x +1

 

 

 

 

 

11. Знайти інтеграл:

 

 

2 +

 

 

x +1

 

 

 

 

dx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x +1)2

 

 

 

x +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розв’язання. Скористаємося заміною змінних. Покладемо:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 + x +1

 

 

 

 

(2 +t )2t

 

4 + 2t

 

 

 

x +1 =t, x =t

 

 

1, dx = 2tdt. Тоді

 

 

 

dx =

t4 t

dt = t3 1 dt.

 

 

 

 

 

(x +1)2

x +1

Розглянемо дріб:

 

4 + 2t

=

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

+ 2t

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t3 1

 

(t

1)

(

t

2

+

t

+

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розклад на елементарні дроби має вигляд:

31

 

 

4

+ 2t

 

 

 

=

A

+

Bt +C

.

 

 

 

(

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

2 +

 

+

 

t

1 t2

+t +1

(t

1)

t

t

1

 

 

(

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ Bt (t

1)+C (t 1).

2t + 4 =

A

t2 +t +1

t2

0 = A + B

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

2

= A B +C .

 

 

1

4

= A C

 

 

 

 

 

 

 

 

Ця система має розв’язок : A = 2,

B = −2,

C = −2 .

 

 

 

 

Отже,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4t + 2t2

 

 

2

 

 

2t + 2

 

 

 

 

2dt

 

 

 

2t + 2

 

 

 

 

4

 

dt =

 

 

 

 

 

 

 

 

dt =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt =

t

t

 

t

2

+t +

 

t 1

t

2

+t

+

1

 

 

t 1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2dt

 

2t +1

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln (t

2

 

+t +1)

 

 

1

 

 

 

t + 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

dt

 

= 2ln

 

t 1

 

 

 

 

 

 

arctg

 

 

 

 

+c =

t 1

t2 +t +1

t2 +t +1

 

 

3

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

= 2ln

 

x +1 1

 

ln (x +

x +1 + 2)

2

arctg 1 + 2

 

 

x +1

+c .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12. Знайти інтеграл: x3

x2 1dx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розв’язання. Оскільки x3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 1dx = x3 (x2 1)2 dx. Даний інтеграл запишемо у

вигляді диференціального бінома: xm (axn +b)p dx, де a,b дійсні;

 

m, n, p раціональні числа, a 0,b 0, n 0, p 0.

В нашому випадку:

 

a =1,b = −1, m =3, n = 2, p =

1

. Так як:

 

m +1

=

3 +1

 

= 2 ціле число, то,

 

2

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

застосовуючи підстановку Чебишева: axn +b =ts , s знаменник дробу p ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

)

1

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

)

1

 

 

 

 

(

 

 

 

 

)

1

 

 

 

 

 

знаходимо: x2 1 =t2 t =

2

, x =

t2

+

2 , dx =t

t2

 

 

 

2 dt.

 

 

 

 

 

 

x2 1

 

1

 

 

+1

 

 

 

 

 

Отже,

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

(t2 +1)dt = (t4 +t

2 )dt = t

+ t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3 (x2 1)2 dx = t2

 

 

 

 

+c =

1

(x2 1)2 + 1 (x2

1)2 + c.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

3

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

13. Знайти інтеграл: 3 1 + 4

xdx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розв’язання. Маємо

+ 4

xdx =

 

 

 

 

 

 

 

 

dx. диференціальний біном:

 

 

1

+ x4

32

xm (axn +b)p dx, де a =b =1, m = 0, n =

1

, p =

1

. Оскільки:

m +1

=

0 +1

= 4 ціле

 

4

 

3

 

n

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

число, то, застосовуючи підстановку Чебишева: axn +b =ts , s знаменник дробу

1

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

+1 =t3

3

1)

4

, dx =12t2 (t3 1)

3

dt.

p , маємо 1 x4

, знаходимо: t = 1

+ x4

 

, x =(t3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отже, 3 1 + 4

xdx = t 12t2 (t3 1)3 dt = 12t3 (t3 1)3 dt =

 

 

 

 

 

 

 

= (12t12 36t9 +36t6 12t3 )dt =12t13

36t10

+ 36t7 12t4

+c =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

10

 

 

 

 

7

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

=

12

 

 

 

 

 

 

1

3

18

 

 

 

 

 

 

1

 

3

+ 36

 

 

 

1

 

3

 

 

 

1

 

3

+c.

 

 

 

 

 

1 + x4

 

 

1 + x4

 

 

1 + x4

 

 

 

3 1

+ x4

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14. Знайти інтеграл: sin3 2xcos2 3xdx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розв’язання. Користуючись тригонометричними формулами:

 

 

 

sin3 α = 1 (3sinα sin 3α),

cos2 α =

1

(1 +cos 2α), та

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sinα cos β = 12 (sin (α β)+sin (α + β)), маємо:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin3 2x cos2 3xdx =

1

(3sin 2x sin 6x)(1 +cos 6x)dx =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

8

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

3sin 2x

sin 4x +

sin8x sin 6x

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

2

2

 

2

sin12x dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= −

3

 

cos 2x +

 

3

 

cos 4x

 

 

 

3

 

cos8x +

1

cos6x +

1

 

cos12x +c.

 

 

 

 

 

 

64

128

48

192

 

 

 

 

 

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15. Знайти інтеграл:

 

dx

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin3 xcos5 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розв’язання. Оскільки підінтегральний вираз задовольняє умову

 

R(sin x, cos x) = R(sin x,cos x) , перейдемо до змінної tgx :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

=

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

dx

 

 

=

(1 + tg

2

x)

3

dtgx

=

 

 

 

 

 

 

 

 

sin

3

xcos

5

x

cos

6

x sin

3

x

 

cos

2

 

x

 

 

3

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos3 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

2

 

 

1

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

+3tgx + tg

 

 

x

dtgx = −

 

 

 

 

 

 

+3ln

tgx

+

 

tg

 

x

+

 

tg

 

x + c ,

 

 

 

3

x

tgx

 

 

 

 

 

2

x

 

 

 

 

 

 

tg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2tg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

4

 

 

 

x k2π .

33

16. Знайти інтеграл:

 

2sin x cos x

 

 

 

dx.

 

 

 

 

 

 

 

3sin2 x + 4cos2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

Розв’язання. Розіб’ємо інтеграл на два

 

 

 

 

 

 

 

 

2sin x cos x

 

 

dx =

 

2sin xdx

 

 

 

 

 

 

cos xdx

 

=

3sin2 x + 4cos2 x

 

3sin2 x + 4cos2 x

3sin2 x + 4cos2 x

 

 

d (cos x)

d (sin x)

 

2

 

 

cos x

 

 

1 2 sin x

 

 

2

 

 

 

= −

 

 

 

arctg

 

 

 

 

 

 

+

4 ln 2 +sin x

+c.

3 +cos2 x

4 sin2 x

 

 

3

 

 

 

 

3

 

17. Знайти інтеграл:

xln (x +

 

x2 +1)

 

dx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розв’язання. Даний інтеграл проінтегруємо частинами.

 

 

xln

(

x +

x2 +1

)

dx = ln (x +

 

 

x2 +1)

 

 

 

 

xdx

 

=ln (x +

x2 +1)d ( x2 +1)=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

x2 +1)dx =

 

 

 

 

 

 

x

 

+1

x2 +1)x +c .

=

x2 +1ln (x +

 

x2 +1ln (x +

 

18.Знайти інтеграл: 1 2 2 exdx.

x

Розв’язання.

 

 

2 2

x

 

 

 

4

 

4 x

 

 

x

 

 

 

 

ex

 

 

 

 

 

 

ex

 

 

 

x

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e dx =

+

x

2

 

 

 

e dx

4

dx +

4

x

2 dx =(Середній інтеграл

 

1

 

 

 

1

 

 

e dx =

 

 

 

 

 

 

 

 

проінтегруємо частинами)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

4ex dx = −41xdex

= −4 ex + 4exd

 

1x = −4 ex 4

e

dx . Остаточно маємо

 

x2

 

 

 

2 2

x

 

 

x

 

 

ex

 

 

 

 

 

ex

 

 

 

 

ex

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

4

 

+c,(x 0).

 

1

e

dx =e

 

4

 

4

 

 

 

 

dx +

4

 

 

 

 

dx

+c = e

 

1

 

 

 

 

x

x

2

x

2

 

x

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

34

Навчальне видання

Невизначений інтеграл: навчальний посібник для студентів І курсу спеціальності «Математика»./ Муратова А.А., Цапов В.О.,– Донецьк, ДонНУ, 2008. – с.36

Муратова Анна Андріївна, старший викладач кафедри математичного аналізу і теорії функцій

Цапов Вадим Олександрович, доцент кафедри математичного аналізу і теорії функцій,

Жукова Наталія Михайлівна, студентка спеціальності «Математика»

НЕВИЗНАЧЕНИЙ ІНТЕГРАЛ

Навчальний посібник для студентів І курсу спеціальності «Математика»

35

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]