- •Глава 6 неопределенный интеграл
- •6.1. Первообразная функция
- •Примеры
- •6.2. Неопределенный интеграл
- •6.3. Свойства неопределенного интеграла
- •6.4. Таблица основных интегралов
- •6.5. Методы интегрирования
- •Примеры
- •Подстановка вида
- •Примеры
- •Метод интегрирования по частям
- •Примеры
- •Упражнения
- •Литература
- •Оглавление
6.5. Методы интегрирования
Интегрирование является значительно более сложным действием, чем дифференцирование, поскольку для отыскания первообразных нет таких универсальных правил и формул, как в дифференциальном исчислении.
Методы интегрирования сводятся к указанию ряда приемов, приводящих данный интеграл к табличному. К наиболее важным методам интегрирования относятся: непосредственное интегрирование, замена переменной (метод подстановки) и интегрирование по частям.
Метод непосредственного интегрирования
Интегрирование, основанное на прямом использовании таблицы интегралов и свойств неопределенного интеграла, называется непосредственным интегрированием.
При непосредственном интегрировании могут представиться три случая.
I. Интеграл находят непосредственно по соответствующему табличному интегралу.
Примеры
1)
;
2)
;
II. Интеграл приводится к одному или нескольким табличным интегралам в результате применения свойств неопределенного интеграла.
Примеры
1.
![]()
;
2.
![]()
.
III. Интеграл приводится к одному или нескольким табличным интегралам в результате элементарных тождественных преобразований подынтегральной функции и применения свойств неопределенного интеграла.
Примеры
1.
![]()
;
2.
;
![]()
;
4.
![]()
.
Метод интегрирования подстановкой (замена переменной)
Сущность метода заключается в том, что путем введения новой переменной интегрирования (т.е. подстановки) удается свести заданный интеграл к новому интегралу, который является табличным или легко находится другим способом. Общих методов подбора подстановок не существует. Рассмотрим некоторые варианты подстановок.
Линейные подстановки
При сведении данного интеграла к табличному часто используются преобразования дифференциала (операция «подведения под знак дифференциала»).
I. Под знак дифференциала, стоящего в интеграле, можно ввести любое постоянное слагаемое.
При любой постоянной а будет
.
Поэтому
.
Примеры
1.
;
2.
;
3.
.
II. Под знак дифференциала, стоящего в интеграле, можно ввести любой постоянный множитель, разделив на него интеграл.
Известно, если а − постоянно, то
.
Тогда
.
Поэтому
.
Примеры
1.
;
2.
;
3.
.
В некоторых случаях применяют оба приема вместе:
,
где а и b − постоянные.
Примеры
![]()
2.
;
3.
.
Подстановка вида
![]()
Если под знаком интеграла стоит сложная функция, умноженная на производную от внутренней функции, т.е. интеграл имеет вид:
,
то этот интеграл
можно упростить, если заменить внутреннюю
функцию новой переменной
.
Тогда получим
.
В данном случае
была применена операция «подведения
под знак дифференциала» (
).
Для применения
подстановки
существует следующее правило.
Правило.
Чтобы найти интеграл
,
надо
1) переписать интеграл в виде
;
2) сделать замену
,
что приведет к интегралу
;
3) найти последний интеграл;
4) в полученном
ответе произвести обратную замену u
на
.
Примеры
1.

;
2.
;
3.
;
4.
.
Подстановка вида
Пусть требуется найти интеграл
.
Иногда бывает
целесообразно при вычислении такого
интеграла, в котором независимой
переменой является х,
сделать подстановку
.
Преобразуя подынтегральное выражение
путем подстановки, имеем
,
так как
.
В результате
получаем формулу интегрирования
подстановкой
:
.
Замечание.
Функция
выбирается так, чтобы интеграл в правой
части равенства был более простым, чем
первоначальный.
Сформулируем правило подстановки.
Правило.
Чтобы найти интеграл
,
надо
1) перейти к новой
переменной t,
связанной с х
выражением
;
2) выразить через
t
все подынтегральное выражение
:
;
3) найти новый интеграл:
;
4) в полученном
ответе произвести обратную замену
нах.
