Добавил:
СПбГУТ * ИКСС * Программная инженерия Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Книги / Пискунов Н. С. Дифференциальное и интегральное исчисления. Том 1

.pdf
Скачиваний:
8067
Добавлен:
10.09.2019
Размер:
31.63 Mб
Скачать

384

ОПР..Е.,ЦЕЛЕННЫЙ

ИНТЕГРАЛ

(ГЛ.

Xl

выполнены

неравенства

q;

(х)

~

f

(х)

~

О,

и

с

 

 

 

 

с

 

 

~

1Р (х) dx

сходится,

то

~

f (х) dx также

сходится.

а

 

 

 

 

а

 

 

Теорема 11'.

Если

на

отрезке [а, с]

функции

f

(х)

и

q,(x)

ро.зрывны

в

точке

с,

причем

во

всех

точках

этого

отрезка

выпол­

неньt

неравенства

f

(х)

~

q,

(х)

~

О,

и

с

 

~

q, (х)dx

а

 

расходится,

то

и

с ~

а

f

(х)

dx

расходится.

Теорем

а

111'.Если

f(x)

-

функция,

знакопеременная

на

от­

резке

[а,

с],

разрывная только

 

с

 

 

 

рал

~

1f

(х)1dx от абсолютной

 

а

 

 

 

то

сходится

также интеграл

в

точке

с, и несобственный

интег-

величины

этой функции сходится,

с

 

 

 

~

f (х)dx

от самой функции.

 

а

 

 

 

В качестве

стоящие

под

функций, с которыми удобно сравнивать функции,

знаком

несобственного

интеграла,

часто

берут

 

 

 

 

 

 

с

 

 

 

1/(с-х)а.

Легко проверить,

что

S

\)аdx

сходится

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

расходится

при а ~

1.

 

 

 

 

 

 

 

Это же

относится

и

к

 

 

 

с

а)аdx.

интегралам 5

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

при

а.

<

1,

Пр

имер

9.

Сходится

ли

интеграл

1

 

Sу-

 

1

0

х+

 

4х3

dx?

[О,

Р е ш е н и е. Подынтегральная

функция разрывна

в

левом

конце

отрезка

1]. Сравнивая

ее с

функцией

,; - , имеем

У

1

 

<

,~-.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1'

х

х+4х

3

1'

х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

существует.

Следовательно.

несобствен-

Несобственный

интеграл

x'I•

 

иыи

интеграл

от

меньшеи

ф

о

ункции,

т.

е.

s

1

 

 

,r

0

r

 

1

·-"

х+4,г

dx,

тоже

существует.

386

ОПРЕДЕЛЕННЫЙ

ИНТЕГРАЛ

[ГЛ.

XI

11.

Ф

о

р

мул

а

трапеций.

Естественно

ожидать,

что

мы

по­

лучим более

точное значение

ную кривую

у= f (х) заменим

в формуле прямоугольников,

определенного интеграла,

если

дан­

не ступенчатой

линией, как это

было

а вписанной

ломаной

(рис.

228).

Тогда

площадь

криволинейной

трапеции

аАВЬ

заменится

суммой

площадей

прямолинейных

трапеций,

ограниченных

сверху

хордами

AAi, равна

1

А

2

А

 

Уо t

, ••• ,

Yi Лх,

Ап_

1

В.

Так

 

 

 

площадь

как площадь

первой

из этих

второй

равна

Yi ~ У

2

Лх

и

 

трапеций т. д., то

ь

 

 

 

 

sf

(х) dx ~ (Уо1 У1

Лх+У1tY2

Лх+ ... +Уп-i2+Уп Лх)'

или

а

ь

 

 

 

 

 

 

 

 

sf (х)dx

~ Ьn а (Уо1

Уп+У1+Уз+• .. +Уп-1)

(2)

а

Это и правой

есть формула трапеций.

Отметим,

части формулы: (2), есть

среднее

что число,

стоящее в

арифметическое чисел,

стоящих

в правых частях формул (1) и

(1').

Число

п выбирается произвольно. Чем

больше

будет

это

число

и

чем

меньше,

 

 

J!=/(.:C)

следовательно, в

 

 

л

 

Ь а

 

будет

шаг

х = -- , тем

с боль­

 

 

 

 

 

п

 

шей

точностью

сумма, написанная

в правой

части

приближенного ра­

венства (2),

будет давать

значение

А

интеграла.

 

 

 

 

III.

Формула

парабол

(ф о р

м у л а

С и

м п с о н

а) . Разде­

лим отрезок

[а,

Ь]

на

четное

число

равных частей

п = 2m. Пло­

щадь

 

криволинейной

трапеции,

•~--2u__,=_ll_,,c.t_.cc_.~_.r,__,-п'--,-fZ'n__."'_ь.,.._,~.'d

0

 

Рис.

228.

соответствующей

первым

двум

отрезкам

0, х1] и

[xi,

х2]

и

огра­

ниченной заданной

кривой

у=f (х),

заменим

площадью

криволиней­

ной

трапеции,

которая

ограничена

параболой

второй

степени,

проходящей

через

три

точки

М (х0, оси Оу

у

0

), М

 

(рис.

1 (хн 229).

у1), М2 Такую

2, у2) и имеющей ось, параллельную

криволинейную трапецию будем назы­

вать параболической трапецией. Уравнение параболы с осью,

параллельной

оси

Оу,

имеет

вид

у=Ах'+Вх+С.

 

Коэффициенты

А, В

что

парабола проходит

параболы строим

и для

и С однозначно определяются из условия,

через три

заданные точки. Аналогичные

других пар отрезков.

Сумма площадей

параболических трапеций и даст Вычислим сначала площадь

приближенное значение интеграла. одной параболической трапеции.

Соседние файлы в папке Книги