Добавил:
kostikboritski@gmail.com Выполнение курсовых, РГР технических предметов Механического факультета. Так же чертежи по инженерной графике для МФ, УПП. Писать на почту. Дипломы по кафедре Вагоны Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Шпоры по матану(1 курс).doc
Скачиваний:
114
Добавлен:
31.10.2017
Размер:
721 Кб
Скачать
☆

2. Неопределенный интеграл и его св-ва.

Опр. Совокупность всех первообразных для ф-и f(x) на множестве наз. Неопределенным интегралом этой функции. ∫f(x)dx=F(x)+c, f(x)-подинтегральная ф-я ,f(x)dx – подинтегральное выражение.

Свойства.

1)[f(x)dx]’=f(x)

док-во: ∫f(x)dx=F(x)+c(по опр.), (∫f(x)dx)’= (F(x)+c)’=F’(x)=f(x)

2) d[f(x)dx] = f(x)dx

док-во: по опр. дифференциала: d[f(x)dx] = (f(x)dx)’dx=f(x)dx

3)∫dF(x)=F(x) +c

док-во: ∫dF(x)=∫F’(x)dx=∫f(x)dx=F(x)+c.

4)Постоянный множитель можно выносить за знак неопред. Интеграла:

∫kf(x)dx=k∫f(x)dx ,x є D, k є R.

док-во: покажем, что k∫f(x)dx – совокупность первообразных для ф-и k*f(x):

По св-ву производной: (k∫f(x)dx)’=k*(∫f(x)dx)’=k*f(x).

5)∫[f(x)+(-)g(x)]dx = ∫f(x)dx +(-)∫g(x)dx/

Док-во: докажем, что ∫f(x)dx +(-)∫g(x)dx – первообразная для ф-и [f(x)+(-)g(x)]:

По св-ву производной: [f(x)+(-)g(x)]’= [∫f(x)dx]’ +(-)[∫g(x)dx]’= f(x)+(-)g(x), что и т.д.

3 Табличные интегралы.

Таблица интегралов

  1. ∫ 0 dx = C = const 11) ∫dx/(√1-x2 )= arcsin x + C = - arccos x + C

  2. ∫dx = x + C 12) ∫dx/(1+x2) = arctg x + C = - arcctg x + C

  3. ∫xdx = x+1/(+1) + C, 13) ∫tgxdx = - ln |cosx| + C

≠ -1 14) ∫ctgxdx = ln |sinx| + C

  1. ∫dx/x = ln|x| + C 15) ∫ dx/(√a2- x2)=arcsinx/a +C=-arccos x/a + C

  2. ∫exdx = ex + C 16) ∫dx/(a2+x2) = (1/a)arctg x/a + C=-(1/a)arcctg x/a + C

  3. ∫axdx = ax/lnx + C 17) ∫dx/(x2–a2) = (1/2a) ln |(x-a)/(x+a)| + C

  4. ∫cosx dx = sinx + C 18) ∫dx/(a2-x2) = (1/2a) ln |(x+a)/(x-a)| + C

  5. ∫sinxdx = - cosx + C 19) ∫dx/(√x2+A) = ln |x + (√x2+A)| + C

  6. ∫dx/cos2x = tgx + C

20) ∫(√x2+A)dx = (x/2)(√x2+A) + (A/2) ln |x+(√x2+A)|+C

  1. ∫dx/sin2x = - ctgx + C

21) ∫ (√a2- x2)dx = (a2/2) arcsin x/a + (x/2) (√a2- x2) + C

4. Метод замены переменной или метод подстановки

∫f(x)dx, x  D

Пусть x = φ(t), t  T, φ(t) – дифференцируема на T и имеет обратную функцию

Докажем, что ∫ f(x)dx = ∫f(φ(t)) • φ’(t)dt, т. е. докажем, что ∫f(x)dx – первообразная f(φ(t))•φ’(t)

(∫f(x)dx)t’(по правилу дифференцирования сложной функции) = (∫f(x)dx)x’ • x’t = f(x)•φ’(t) = f(φ(t))•φ’(t)

∫ f(x)dx = ∫f(φ(t)) • φ’(t)dt – формула замены переменной в неопределенном интеграле

5. Метод интегрирования по частям

Пусть u = u(x), v = v(x) – дифференцируемы на D

d(u•v) = du•v + u•dv  ∫ d(u•v) = ∫du•v + ∫u•dv  u•v = ∫v•du + ∫u•dv 

∫u•dv = u•v - ∫v•du – формула интегрирования по частям

Применение данной формулы:

1. Pn (x)•φ(x)dx; Pn (x) – многочлен n-ой степени

а ) φ(x) = sin ax u = Pn (x); dv = φ(x)dx

cos ax

eKx

b) φ(x) = обратные тригонометрические функции u = φ(x); dv = Pn (x)dx

logax

2 . ekx•sin ax dx в этом случае любой из множителей можно принять

ekx•cos ax dx за u

5. Интегрирование рациональных дробей. Интегрирование некоторых классов иррациональных и трансцендентных функций.

(конкретные числовые примеры по данному вопросу см. в лекции за 21.03.00)

Рассмотрим интегал вида R(x)dx, где R(x) – рациональная функция, т.е функция, которую можно представить в виде отношения двух многочленов R(x)=P(x)/Q(x). Если эта дробь неправильная, то можно выполнить деление с остатком и представить R(x) в виде суммы некоторого многочлена и правильной дроби.

Теорема. Всякая правильная дробь может быть представлена как сумма простейших дробей вида

A ; A ; Mx+N ; Mx+N .

x-a (x-a)n x2+px+q (x2+px+q)n

, где A,M,N,a,p,q – действительные числа.

Непростейшие дроби.

Лемма 1. Пусть F(x)/Q(x) – правильная дробь. Если х=а- корень Q(x) кратности К,т.е. Q(x)=(x-a)K*Q1(x), где Q1(a) не равно нулю, то F(x)= AK+ F1(x)

Q(x) (x-a)K Q1(x)*(x-a)K-1

Лемма 2. Пусть F(x)/Q(x) – правильная дробь. Если Q(x)=(x2+px+q)K*Q1(x) 

F(x) =MKx+NK + F1(x) .

Q(x) (x2+px+q)K (x2+px+q)K-1*Q1(x)

Теорема разложения правилоной дроби на простейшие. Пусть F(x)/Q(x) – правильная дробь. Если Q(x)=(x-a)(x-b)*…*(x-c)(x2+p1x+q1)K*…*(x2+p2x+q2)m  эта дробь разлагается в сумму простейших дробей следующего вида:

F(x) = A+ A-1+…+ A1+ B+ B-1+…+ B1+ C+ C-1+…+ C1+

Q(x) (x-a) (x-a) -1 x-a (x-b) (x-b) -1 x-b (x-c) (x-c) -1 x-c

+ MKx+NK + MK-1x+NK-1+…+ M1x+N1+ Cmx+Dm + Cm-1x+Dm-1+…+ C1x+D1

(x2+p1x+q1)K (x2+p1x+q1)K-1 x2+p1x+q1 (x2+p2x+q2)m (x2+p2x+q2)m-1 x2+p2x+q2

Интегрирование иррациональных и трансцендентных функций.

Трансцендентная функция – аналитическая функция, не являющаяся алгебраической. (Например, показательная функция тригонометрической функции.)

R(x,xm1/n1,…xmk/nk)dx, где R – рациональная функция от х и её дробных степеней. Такой интеграл может быть решён с помощью замены степени с дробным показателем на степень функции с целым показателем. (подробнее см. в лекциях)

.

R(x,Ax2+Bx+C )dx Под корнем выделяется полный квадрат и решается с помощью замены переменной.

. .

dx/ Ax2+Bx+C ,  Ax2+Bx+C dx