- •Раздзел 4. Інтэгральнае злічэнне. §4.1. Азначэнне і ўласцівасці нявызначанага інтэграла.
- •1° Азначэнне нявызначанага інтэграла.
- •Тэарэма 1 (пра агульны выгляд першаіснай). Няхай функцыя ёсць першаісная для на х. Функцыя ёсць таксама першаісная для , калі і толькі калі .
- •2° Уласцівасці нявызначанага інтэграла.
- •§4.2. Асноўныя метады інтэгравання.
- •1º. Метад падстановы.
- •Тэарэма 1. Калі функцыя мае першаісную на прамежку т, а функцыя ёсць дыферэнцавальная на х, прычым , то
- •2º. Метад інтэгравання часткамі.
- •1º. Інтэграванне дробава-лінейнай ірацыянальнасці.
- •2º. Інтэграванне біномнага дыферэнцыяла.
- •3º. Інтэграванне рацыянальна-трыганаметрычных функцый.
- •4º. Інтэграванне квадратовых ірацыянальнасцяў.
- •§4.4. Метад рацыяналізацыі.
- •§4.5. Азначэнне і ўмовы існавання вызначанага інтэграла.
- •Прыклад 1. Вылічыць
- •Прыклад 2. Вылічыць паводле азначэння .
- •Заўвага. Абмежаванасць ёсць недастатковая ўмова для інтэгравальнасці функцыі.
- •Крытэр інтэгравальнасці. Для таго каб функцыя , вызначаная і абмежаваная на адрэзку , была інтэгравальнаю на гэтым адрэзку, неабходна і дастаткова, каб гэтая функцыя адпавядала ўмове
- •§4.6. Класы інтэгравальных функцый.
- •Тэарэма 1 (Інтэгравальнасць непарыўнай функцыі). Непарыўная на адрэзку функцыя ёсць інтэгравальная на гэтым адрэзку.
- •§4.8. Ацэнкі інтэгралаў.
- •Вынік 2 (Тэарэма пра пасярэдняе значэнне непарыўнай функцыі). Калі функцыя ёсць непарыўная, то існуе лік такі, што
- •1º. Формула Ньютана-Ляйбніца.
- •2º. Замена зменнай .
- •3º. Інтэграванне часткамі.
- •4º. Інтэграванне цотнай, няцотнай і перыядычнай функцый.
- •1º.Плошча плоскай фігуры.
- •Прыклад 1. Вылічыць плошчу фігуры, абмежаванай крывымі і .
- •Прыклад 2. Вылічыць плошчу фігуры, абмежаванай крывой . ►Спачатку зробім рысунак фігуры
- •2º. Даўжыня крывой.
- •Прыклад 3. Вылічыць даўжыню адной аркі цыклоіды (акружына радыюса коціцца па восі абцысаў).
- •3º. Аб’ём цела авароту.
- •Прыклад 5. Вылічыць аб’ём тора, г. Зн. Цела, якое атрымліваецца ад авароту круга радыюса вакол восі, што ляжыць у плоскасці гэтага круга на адлегласці ад яго цэнтра.
- •§4.13. Інтэграл па бясконцым прамежку (ні-1).
- •Прыклад 1. Вылічыць .
- •Тэарэма 2 (лімітавая прыкмета параўнання). Няхай функцыя а і няхай . Тады:
- •Калі ёсць збежны і , то – таксама збежны;
- •2) Калі ёсць разбежны і , то – разбежны.
- •Прыклады. А) збежны, бо .
- •§4.15. Умоўная збежнасць ні-1.
- •Тэарэма 1 (Прыкмета Дырыхле). Няхай функцыя ёсць непарыўная і мае абмежаваную першаісную на . Няхай функцыя ёсць непарыўна дыферэнцавальная і манатонная на і . Тады інтэграл – збежны.
- •Тэарэма 2 (прыкмета Абэля). Калі функцыя ёсць непарыўная на і – збежны, а функцыя абмежаваная і яе вытворная – непарыўная і не мяняе знаку на , то – збежны.
- •Прыклад 1. Даследаваць на абсалютную збежнасць інтэграл .
- •Прыклад 2. Даследуем інтэграл Фрэнэля на збежнасць.
- •§4.16. Неўласцівыя інтэгралы ад неабмежаваных функцый.
Прыклад 5. Вылічыць аб’ём тора, г. Зн. Цела, якое атрымліваецца ад авароту круга радыюса вакол восі, што ляжыць у плоскасці гэтага круга на адлегласці ад яго цэнтра.
► Паколькі
раўнанне акружыны
,
то
.
Маем

Апошні
інтэграл роўны плошчы чвэрці круга з
радыюсам
.
Таму
.◄
§4.13. Інтэграл па бясконцым прамежку (ні-1).
Няхай
функцыя
ёсць вызначаная
і інтэгравальная на адрэзку
.
Пры гэтым
ёсць функцыя
.
def.
Ліміт
называюць
неўласцівым інтэгралам ад функцыі
на бясконцым прамежку
, або неўласцівым
інтэгралам першага роду
(НІ-1)
і абазначаюць

![]()
.
(1)
Калі
існуе канечны ліміт (1),
то НІ-1 называецца збежным,
а функцыя
– інтэгравальнаю
ў неўласцівым сэнсе
на прамежку
.
Калі ж ліміт (1)
не існуе, то НІ-1 называецца разбежным,
а калі ён пры гэтым ёсць бясконца вялікі,
то пішуць
.
Неўласцівы
інтэграл па бясконцым прамежку
азначаецца аналагічна
,
а калі ён разглядаецца на ўсёй лікавай прамой, то
,
прычым
ліміт не залежыць ад таго, як
і
імкнуцца да
і
.
|
Калі
|
|
Прыклад 1. Вылічыць .
►

Такім
чынам, пры
інтэграл збежны, пры
– разбежны.◄
На падставе ўласцівасцяў лімітаў і вызначаных інтэгралаў атрымліваюцца наступныя ўласцівасці НІ-1.
1º.
Калі збягаюцца інтэгралы
і
,
то
збягаецца інтэ-грал
,
прычым

2º.
Калі функцыя
непарыўная
і
– яе непарыўная перша-існая, то
ёсць збежны, калі і толькі калі існуе
,
прычым
.
Гэта
вынікае з формулы Ньютана-Ляйбніца
.
3º.
Калі
ёсць збежны, то
таксама збежны, прычым
.
Заўвага.
Калі
,
то
збежны, калі і толькі калі
.
4º.
Калі функцыя
непарыўная на
,
а функцыя
непарыўна дыферэнцавальная на
,
манатонная і задавальняе умовы
,
то праўдзіцца формула замены зменнай
у НІ-1:

(пры умове існавання прынамсі аднаго з гэтых інтэгралаў).
Прыклад 2.
.
5º. Збежнасць НІ-1 раўназначная існаванню ліміта функцыі
.
(2)
Адпаведна крытэру Кашы існавання ліміту функцыі маем:
існуе,
калі і толькі калі
.
З улікам
(2) атрымаем
.
Такім чынам, мы атрымалі
Крытэр
Кашы (збежнасці
НІ-1).
Для таго каб НІ-1
быў збежным, неабходна і дастаткова,
каб
.
§4.14. Абсалютная збежнасць (НІ-1).
Тэарэма 1
(прыкмета
параўнання).
Няхай
і
ёсць збежны, то
таксама збежны.
□ Паколькі
ёсць збежны, то для яго мае месца крытэр
Кашы
.
Калі
,
то
.
Калі ж
,
то
.
Такім чынам, для функцыі
выконваюцца ўмовы крытэра Кашы, а таму
– збежны.
■
Вынік.
(дастатковая ўмова разбежнасці) Калі
і
ёсць
разбежны, то
таксама разбежны.
□ Сапраўды,
калі дапусціць адваротнае, г. зн.
інтэграл
– збежны, то на падставе тэарэмы 1
павінен быць збежным ?!? ■
Заўвага
1.
Калі
няроўнасць
выконваецца толькі
,
то тэарэма 1 таксама праўдзівая.
Тэарэма 2 (лімітавая прыкмета параўнання). Няхай функцыя а і няхай . Тады:
-
Калі ёсць збежны і , то – таксама збежны;
2) Калі ёсць разбежны і , то – разбежны.
□ 1).
Паколькі
– ліміт функцыі
,
то
.
Паколькі
– абмежаваная, то
.
Гэта значыць, што
.
Паколькі
,
то
.
З тэарэмы 1 і заўвагі 1 вынікае праўдзівасць
сцверджання 1).
2).
Калі
,
то
,
а гэта азначае, што
(гэта
ёсць адмаўленне для
)
.
З апошняй
няроўнасці атрымліваем
.
Такім чынам,
.
Паколькі
– разбежны, то
таксама разбежны (
),
бо інакш
– збежны.
На падставе выніка з тэарэмы 1 атрымліваем
праўдзівасць сцверджання 2).
■
Заўвага
2.
Калі
,г.зн.
і
– функцыі аднаго парадку, то абодва
інтэгралы або збежныя, або разбежныя
адначасова.
Вынік
1.
Калі
і
, то
і
збежныя або разбежныя адначасова.
Вынік
2.
Калі
, то
збежны пры
і разбежны пры
.

