- •Дисциплина
- •Неопределенный, определенный, несобственный интегралы
- •Неопределенный интеграл
- •1.3. Таблица основных интегралов
- •1.5. Метод подстановки (замена переменной)
- •1.6. Интегрирование по частям
- •1.7. Интегрирование некоторых выражений, содержащих квадратный трехчлен
- •1.8. Интегрирование рациональных функций
- •2.3. Замена переменной в определенном интеграле
- •2.4. Интегрирование по частям в определенном интеграле
- •Определенный интеграл
- •2.5. Несобственные интегралы
- •2.5.1. Интегралы с бесконечными пределами
- •2.5.2. Интегралы от непрерывных функций
Определенный интеграл
Определенный интеграл как предел интегральной суммы
Пусть функция
определена на отрезке
.
Этот отрезок разделим на
произвольных частей (рис.1). Обозначим
абсциссы точек деления через
.
В каждом частичном
промежутке
возьмем произвольную точку
.
Умножив значение функции в точке
на длину соответствующего частичного
промежутка, получим
![]()
.
Составим сумму
,

![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
рис.1
которую называют
интегральной суммой функции
отрезка
,
и перейдем к пределу
|
|
(1) |
где
– наибольшая из разностей
.
Если существует
конечный предел (1), то он называется
определенным интегралом
в промежутке от
до
и обозначается
,
где число
называютверхним пределом,
число
называютнижним пределом,
–подынтегральной
функцией,
–подынтегральным
выражением,
–переменной
интегрирования.
Простейшие свойства определенного интеграла.
Формула Ньютона-Лейбница
|
I. Интеграл с одинаковыми пределами интегрирования равен нулю:
|
|
II. Если в интеграле поменять местами пределы интегрирования, то интеграл изменит знак:
|
|
III.
Если функция
|
|
IV. Постоянный множитель можно выносить за знак интеграла:
|
|
V. Интеграл от алгебраической суммы конечного числа функций равен алгебраической сумме интегралов от слагаемых функций:
|
Рассмотрим формулу
Ньютона-Лейбница.Если функция
непрерывна на промежутке
,
то
|
|
(2) |
где
– первообразная функция для
,
т.е.
.
Пример 2.2.1.Вычислить интеграл
.
Решение.
.
Пример 2.2.2.Вычислить интеграл
.
Решение.
.
Пример 2.2.3.Вычислить интеграл
.
Решение.Выделим
полный квадрат в знаменателе дроби
.
.
Пример 2.2.4.Вычислить интеграл
.
Решение.
.
2.3. Замена переменной в определенном интеграле
Если функция
непрерывна в промежутке
и функция
непрерывна вместе со своей производной
в промежутке
,
причем
,
и при изменении
в промежутке
,
значения
не выходят за пределы промежутка
непрерывности функции
,
то
.
Пример 2.3.1.Вычислить интеграл
.
Решение.Данный
интеграл легко приводится к интегралу
вида
,
поэтому применим подстановку
,
.
Определим новый промежуток интегрирования:
если
,
то
и
;
если
,
то
и
,
следовательно,
.
Пример 2.3.2.Вычислить интеграл
.
Решение.Применим подстановку
,
,
,
.
Если
,
то
;
если
,
то
,
следовательно,
.
Пример 2.3.3.Вычислить интеграл
.
Решение.Применим подстановку
,
,
или
.
Если
,
то
;
если
,
то
,
следовательно,
.
2.4. Интегрирование по частям в определенном интеграле
Если функции
и
непрерывны вместе со своими производными
и
в промежутке
,
то имеет место следующая формула
интегрирования по частям:
.
Пример 2.4.1.Вычислить интеграл
.
Решение.Полагая
,
,
имеем
,
,
следовательно,
.
Пример 2.4.2.Вычислить интеграл
.
Решение.Полагая
,
,
имеем
,
,
следовательно,

.
Пример 2.4.3.Вычислить интеграл
.
Решение.Полагая
,
,
имеем
,
,
следовательно,
.
Интеграл
вычисляем методом интегрирования по
частям. Пусть
,
,
тогда
,
и
.
Окончательно получим
.

,
.
.
,
.
.
,