- •Высшая математика
- •Введение
- •Глава I. Неопределенные и определенные интегралы
- •1.Неопределенный интеграл
- •Непосредственное интегрирование.
- •Интегралы вида .
- •Интегралы вида
- •Основные методы вычисления определенных интегралов
- •Формула Ньютона – Лейбница.
- •2.Замена переменной в определенном интеграле.
- •Интегрирование по частям в определенном интеграле.
- •3. Несобственные интегралы
- •4. Приложения определенных интегралов
- •Глава 2. Дифференциальные уравнения
- •1. Пискунов н.С. Дифференциальное и интегральное исчисления для втузов. М.: Наука, 1989. Т.1,2.
- •2. Щипачев в.С. Высшая математика. М.: Высш. Шк., 1990.
- •1. Основные понятия
- •2. Дифференциальные уравнения первого порядка Дифференциальные уравнения с разделяющимися переменными
- •Линейные уравнения первого порядка. Уравнение Бернулли
- •3. Дифференциальные уравнения, допускающие понижение порядка Уравнение вида .
- •Уравнение вида .
- •4. Линейные дифференциальные уравнения - го порядка.
- •5. Системы дифференциальных уравнений
- •Глава 3. Дифференциальное исчисление функций многих переменных
- •1. Пискунов н.С. Дифференциальное и интегральное исчисления для втузов. М.: Наука, 1989. Т.1,2.
- •2. Щипачев в.С. Высшая математика. М.: Высш. Шк., 1990.
- •1. Основные понятия
- •2. Предел и непрерывность функции
- •Частные производные. Дифференциал функции
- •Производная в данном направлении. Градиент
- •Экстремумы функции нескольких переменных
- •Оглавление
- •Глава I. Неопределенные и определенные интегралы………….…3
- •3. Несобственные интегралы ……………………………………………….15
- •4. Приложения определенных интегралов ………………………………...17
- •Глава II. Дифференциальные уравнения ……………………………...18
- •Глава III. Дифференциальное исчисление функций многих переменных ……………………………………………………………………31
Интегралы вида
где Для вычисления данных интегралов применяются тригонометрические формулы:
Интегрирование иррациональных функций
Рассмотрим интеграл вида , где -рациональная функция своих аргументов; .
Замена , где , ( - наименьшее общее кратное), приводит данный интеграл к интегралу от рациональной функции нового аргумента .
Рассмотрим интеграл вида . Для вычисления данного интеграла в квадратичном трехчлене выделяют полный квадрат: . Далее заменой исходный интеграл приводится к одному из следующих интегралов:
, если где
, если где
, если где
Последние интегралы с помощью соответствующих подстановок:
приводятся к интегралам вида .
Задание 1. Вычислить интеграл: .
Решение. Данный интеграл можно вычислить непосредственным интегрированием. Действительно,
.
Задание 2. Вычислить интеграл: .
Решение. Данный интеграл не является табличным. Его можно вычислить методом замены переменной. Положим: Тогда , т.е. . Следовательно,
Задание 3. Вычислить интеграл: .
Решение. Данный интеграл не является табличным. Методом замены переменной мы также не достигнем нужного нам результата. Его можно вычислить методом интегрирования по частям. Для этого положим . Тогда . Следовательно, по формуле интегрирования по частям (2) имеем:
.
Задание 4. Найти интеграл: .
Решение. Заметим, что подынтегральная функция данного интеграла является правильной рациональной функцией. Разложим её на сумму простейших дробей:
, (3)
где - неопределенные коэффициенты.
Д ля нахождения значений коэффициентов правую часть равенства (3) приводим к общему знаменателю:
(4)
Из равенства дробей (3) и (4) получаем:
.
Два многочлена равны, если равны коэффициенты при одинаковых степенях . Следовательно, имеем:
(5)
Решив систему алгебраических уравнений (5), получим:
.
Таким образом, разложение дроби на сумму простейших дробей имеет вид:
.
Следовательно, исходный интеграл равен:
.
Задание 5. Найти интеграл: .
Решение. Данный интеграл является интегралом от рациональной функции аргументов и . Полагая , имеем
.
Задание 6. Найти интеграл:
Решение. Рассматриваемый интеграл является интегралом от иррациональной функции. Подстановка приведёт данный интеграл к интегралу от рациональной функции аргумента . Действительно имеем: и
.
Подынтегральная функция полученного интеграла является неправильной рациональной функцией. Чтобы вычислить интеграл, необходимо выделить целую часть дроби и представить эту дробь в виде суммы многочлена и правильной рациональной функции (выполнив деление многочленов). В результате получим:
.
Следовательно, имеем:
.
Таким образом,
.
2. Определенный интеграл
Определение определенного интеграла
Пусть функция определена на отрезке . Разобьем отрезок произвольным образом на частей (элементарных отрезков):
.
Составим сумму , где (точки пунктуации), (длины элементарных отрезков), . Эта сумма называется интегральной суммой Римана. Обозначим .
Если существует предел интегральной суммы Римана при условии, что , причем этот предел не зависит ни от способа разбиения отрезка на элементарные отрезки, ни от способа выбора точек пунктуации , то функция называется интегрируемой на отрезке , а сам предел называется определенным интегралом от функции на отрезке и обозначается . Следовательно, по определению имеем:
. (6)
Основные свойства определенного интеграла
1) , где
2)
3)
4)