- •Часть II
- •Введение
- •Глава 6. Полное исследование функции и построение графика
- •§6.1. Экстремум функции. Монотонность
- •§6.2. Исследование функции на экстремум
- •Необходимое условие экстремума
- •Первое достаточное условие экстремума
- •§6.3. Направление выпуклости и точки перегиба графика функции
- •§6.5. Полное исследование функции и построение графика
- •§6.4. Асимптоты графика функции
- •Глава 7. Неопределенный интеграл
- •§7.1. Определение и свойства неопределенного интеграла
- •Свойства неопределенного интеграла
- •§7.2. Табличное интегрирование
- •§7.3. Подведение множителя под знак дифференциала
- •§7.4. Замена переменной под знаком неопределенного интеграла
- •§7.5. Метод интегрирования по частям
- •§7.6. Интегрирование выражений, содержащих квадратный трехчлен в знаменателе
- •§7.7. Интегрирование тригонометрических функций
- •Глава 8. Определенный интеграл.
- •§8.1. Задача о площади криволинейной трапеции. Определение определенного интеграла
- •§8.2. Свойства определенного интеграла. Формула Ньютона-Лейбница
- •§8.3. Замена переменной и интегрирование по частям под знаком определенного интеграла
- •§8.4. Приложения определенных интегралов
- •Вычисление площадей плоских фигур
- •Вычисление длины дуги плоской кривой
- •Вычисление объема тела с известным поперечным сечением.
- •Вычисление объема тела вращения
- •§8.5. Несобственные интегралы
- •Глава 9. Функции нескольких переменных
- •§9.1. Область определения функции нескольких переменных. Непрерывность
- •§9.2. Линии уровня функции двух переменных
- •§9.3. Частные производные первого порядка
- •§9.4. Градиент функции нескольких переменных. Производная по направлению
- •§9.5. Дифференциал функции нескольких переменных и его применение к приближенным вычислениям
- •§9.6. Частные производные высших порядков
- •§9.7. Экстремум функции двух переменных
- •Глава 10. Дифференциальные уравнения
- •§10.1. Дифференциальные уравнения первого порядка
- •1. Дифференциальные уравнения с разделяющимися переменными
- •2. Однородные дифференциальные уравнения 1-го порядка
- •3. Линейные дифференциальные уравнения 1-го порядка
- •§10.2. Простейшие случаи понижения порядка дифференциального уравнения
- •1. Дифференциальные уравнения вида .
- •2. Дифференциальные уравнения вида .
- •3. Дифференциальные уравнения вида .
- •§10.3. Линейные дифференциальные уравненния второго порядка с постоянными коэффициентами
- •Литература
§7.6. Интегрирование выражений, содержащих квадратный трехчлен в знаменателе
Пример 7.10. Найти неопределенный
интеграл
.
Решение. Выделим полный квадрат в
знаменателе:
![]()




![]()

.
§7.7. Интегрирование тригонометрических функций
-
Интегралы вида
,
где m и n – натуральные числа.
-
Среди показателей степеней n и m есть хотя бы одна нечетное число. В этом случае используем прием подведения множителя под знак дифференциала.
Пример 7.11.
![]()
![]()

-
Оба показателя степени n и m – четные числа. В этом случае применяем тригонометрические формулы понижения степени:
.
Пример 7.12.
![]()
![]()
.
-
Интегралы вида
![]()
В данном случае, применяя известные тригонометрические тождества
,
,![]()
можно интеграл от произведения двух тригонометрических функций свести к интегрированию суммы двух других тригонометрических функций.
Пример 7.13.
![]()
.
-
Универсальная тригонометрическая подстановка.
Интегралы
вида
,
где
рациональная
функция от sinx и cosx, можно свести
к интегралам от частного двух многочленов.
Это можно сделать при помощи так
называемой универсальной тригонометрической
подстановки:
.
При этом
,
,
.
Пример 7.14.



Мы воспользовались табличной формулой 11.
Глава 8. Определенный интеграл.
Несобственные интегралы
§8.1. Задача о площади криволинейной трапеции. Определение определенного интеграла
Предположим, нам требуется найти площадь криволинейной трапеции, ограниченной линиями y = 0, x = a, x = b, y = f(x), где f(x) – некоторая непрерывная неотрицательная на отрезке [a; b] функция (рис. 8.1).
Р
азобьем
отрезок [a; b]
точками
на n частей. Выберем
на каждом из полученных отрезков
произвольную точку
.
При этом криволинейная трапеция
вертикальными прямыми
разбивается на n
полос, каждую из которых условно можно
считать прямоугольником. Длина основания
i-го прямоугольника
равна xi
= xi
–
– xi
– 1, а за высоту приближенно
можно принять значение функции y
= f(x)
в точке i
.
Таким образом, площадь i-й
полосы приближенно равна
.
Площадь всей криволинейной трапеции
складывается из площадей составляющих
ее полос:
.
(8.1)
Равенство (8.1) тем точнее выражает площадь криволинейной трапеции, чем каждая из составляющих ее полос больше напоминает прямоугольник, то есть, чем меньше каждое xi.
Дадим теперь определение определенного
интеграла. Пусть f(x)
– произвольная функция, определенная
на промежутке [a; b]
(см. рис. 8.1). Разобьем отрезок [a;
b] точками
на n частей и выберем
на каждом из полученных отрезков
произвольную точку
.
В полученных точках вычислим значения
функции
и вычислим сумму
(данная сумма называется интегральной).
Предел интегральной суммы при
,
если он существует, конечен и не зависит
от способа разбиения отрезка [a;
b] на части, и от выбора
точек
,
называется определенным интегралом
от функции f(x)
на промежутке [a; b]
и обозначается
.
Таким образом,
.
(8.2)
Замечание. Условие
означает, что длина каждого из отрезков
стремится к нулю, а это возможно лишь
тогда, когда число разбиений стремится
к бесконечности (n
).
Обратное утверждение не верно. При n
могут остаться отрезки
,
длины которых не стремятся к нулю. Таким
образом, в определении определенного
интеграла условие
нельзя заменить условием n
.
Для любой непрерывной на промежутке
[a; b]
функции f(x)
существует определенный интеграл
.
Из формул (8.1) и (8.2) следует, что площадь криволинейной трапеции, ограниченной линиями y = 0, x = a, x = b, y = f(x), где f(x) – некоторая непрерывная неотрицательная функция равна:
.
(8.3)
