Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Матан.docx
Скачиваний:
19
Добавлен:
24.09.2019
Размер:
2.21 Mб
Скачать

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.

 sinx cosx 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).

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]