- •1 Определение производной. Геометрический смысл
- •2 Уравнения касательной и нормали к кривой
- •3 Правая и левая производная
- •4 Дифференцируемость функции
- •5 Непрерывность дифференцируемой функции
- •6 Дифференциал функции. Геометрический смысл Понятие дифференциала
- •7 Дифференцируемость суммы, произведения, частного
- •8 Дифференцируемость сложной функции
- •9 Инвариантность формы дифференциала
- •10 Понятие обратной функции. Производная обратной функции
- •12. Дифференциал высшего порядка
- •13Дифференцирование функций заданных параметрически
- •14. Теорема Ролля
- •]История
- •16. Теорема Коши о среднем значении
- •]Отношение бесконечно больших
- •]Примеры
- •18. Формула Тейлора — Пеано
- •19. Признак возрастания (убывания) функции.
- •20. Экстремум
- •[Определения
- •]Замечание
- •[]Необходимые условия существования локальных экстремумов
- •]Достаточные условия существования локальных экстремумов
- •21. Достаточное условие экстремума
- •1) Первое достаточное условие:
- •2) Второе достаточное условие
- •3) Третье достаточное условие
- •22Нахождение наибольшего и наименьшего значений непрерывной функции на отрезке
- •24. Асимптота
- •Виды асимптот графиков ]Вертикальная
- •]Горизонтальная
- •]Наклонная
- •]Свойства первообразной
- •]Техника интегрирования
- •]Другие определения
- •26. Свойства неопределённого интеграла
- •28. Интегрирование по частям
- •]Получение формул ]Для неопределённого интеграла
- •]Для определённого интеграла
- •]Примеры
- •29. Интегрирование рациональных функций
- •30 Интегрирование простейших дробей.
- •Интегрирование простейших дробей первого типа
- •Интегрирование простейших дробей второго типа
- •Интегрирование простейших дробей третьего типа
- •Интегрирование простейших дробей четвертого типа
- •31 Интегрирование иррациональных функций
- •Определение
- •Свойства
- •Геометрический смысл
- •36 . 11.2. Свойства определённого интеграла.
- •37. Теорема о среднем в определённом интеграле
- •]Доказательство
- •39. Теорема Ньютона — Лейбница
- •]История
- •41. Интегрирование по частям
- •]Получение формул ]Для неопределённого интеграла
- •]Для определённого интеграла
- •]Примеры
- •42. Вычисление площадей плоских фигур
- •]Длина дуги как параметр
30 Интегрирование простейших дробей.
Задача
нахождения неопределенного интеграла
дробно рациональной функции сводится
к интегрированию простейших дробей.
Поэтому рекомендуем для начала
ознакомиться с разделом теории разложение
дроби на простейшие.
Пример.
Найти
неопределенный интеграл
.
Решение.
Так
как степень числителя подынтегральной
функции равна степени знаменателя, то
для начала выделяем целую часть,
проводя деление
столбиком многочлена на
многочлен:
Поэтому,
.
Разложение
полученной правильной рациональной
дроби
на
простейшие дроби имеет вид
.
Следовательно,
Полученный
интеграл представляет собой интеграл
простейшей дроби третьего типа. Забегая
немного вперед, отметим, что взять его
можно методом подведения
под знак дифференциала.
Так
как
,
то
.
Поэтому
Следовательно,
Теперь
перейдем к описанию методов интегрирования
простейших дробей каждого из четырех
типов.
Интегрирование простейших дробей первого типа
Для
решения этой задачи идеально подходит метод
непосредственного
интегрирования:
Пример.
Найти
множество первообразных
функции
Решение.
Найдем
неопределенный интеграл
,
используя свойства первообразной,
таблицу первообразных и правило
интегрирования
.
К
началу страницы
Интегрирование простейших дробей второго типа
Для
решения этой задачи также подходит
метод непосредственного
интегрирования:
Пример.
Найдите
неопределенный интеграл
.
Решение.
К
началу страницы
Интегрирование простейших дробей третьего типа
Для
начала представляем неопределенный
интеграл
в
виде суммы:
Первый
интеграл берем методом подведения под
знак дифференциала:
Поэтому,
У
полученного интеграла
преобразуем
знаменатель:
Следовательно,
Формула
интегрирования простейших дробей
третьего типа принимает
вид:
Пример.
Найдите
неопределенный интеграл
.
Решение.
Используем
полученную формулу:
Если
бы у нас не было этой формулы, то как бы
мы поступили:
К
началу страницы
Интегрирование простейших дробей четвертого типа
Первый
шаг – подводим под знак
дифференциала:
Второй
шаг – нахождение интеграла вида
.
Интегралы подобного вида находятся с
использованием рекуррентных формул.
(Смотрите раздел интегрирование
с использованием рекуррентных формул).
Для нашего случая подходит следующая
рекуррентная формула:
Пример.
Найдите
неопределенный интеграл
Решение.
Для
данного вида подынтегральной функции
используем метод подстановки. Введем
новую переменную (смотрите
раздел интегрирование
иррациональных функций):
После
подстановки имеем:
Пришли
к нахождению интеграла дроби четвертого
типа. В нашем случае имеем коэффициенты М
= 0, р = 0, q = 1, N = 1 и n
= 3.
Применяем рекуррентную формулу:
После
обратной замены
получаем
результат:
31 Интегрирование иррациональных функций
Интегралы от иррациональных функций в общем случае не выражаются в элементарных функциях. Ниже приводятся интегралы от некоторых иррациональных функций
где
f и φ – целые функции (указание: применить
подстановку
).
В последующих формулах введено обозначение
(указание: для определения постоянных А0, А1, А2, …, Аn-1, А дифференцируем обе части равенства и сравниваем коэффициенты):
32 Интегрирование тригонометрических выражений
1. Интегралы от произведений синуса и косинуса разных аргументов.
sin mx cos nx dx,
sin mx sin nx dx,
cos mx cos nx dx.
Данные интегралы сводятся к табличным с помощью формул преобразования произведения в сумму:
sin cos =1/2(sin(-)+sin(+)),
sin sin =1/2(cos(-)-cos(+)),
cos cos =1/2(cos(-)+cos(+)).
Пример.
=
2. Интегралы от степеней синуса и косинуса одного аргумента.
sinm x cosn x dx.
1) Если хотя бы одно из чисел m и n нечетно, то от нечетной степени отделяют один сомножитель и вносят его под знак дифференциала. Подынтегральную функцию приводят к одной из тригонометрических функций.
Пример. sin5x cos4x dx = sin4x cos4x sin x dx =
= - (1-cos2x)2cos4x d(cosx) = -cos4x d(cosx) + 2 cos6x d(cosx) -
- cos8x d(cosx)
=
.
2) Обе степени четные. В этом случае применяют формулы понижения степени
,
,
,
до тех пор, пока не появятся нечетные степени тригонометрических функций.
3. Интегралы от рациональной функции, содержащей синус и косинус.
Рассмотрим интеграл вида
.
Этот интеграл рационализируется универсальной подстановкой
Пример.
=
33 Определённый интеграл и его свойства
— аддитивный монотонный нормированный функционал, заданный на множестве пар, первая компонента которых естьинтегрируемая функция или функционал, а вторая — область в множестве задания этой функции (функционала).
