- •Первообразная.
- •Определение неопределенного интеграла.
- •Простейшие правила интегрирования.
- •I. Вынесение постоянного множителя за знак интеграла.
- •Замена переменной в неопределенном интеграле.
- •Интегрирование по частям.
- •7. Интегрирование дробно-рациональных функций.
- •8. Интегрирование некоторых типов тригонометрических функций.
- •9. Интегрирование некоторых иррациональных функций.
- •10. Разные задачи.
- •Оглавление
- •1. Первообразная………………………………………………………….…..……3
- •Неопределенный интеграл
10. Разные задачи.
Ниже приведены задачи, решение которых требует применения нескольких приемов интегрирования. Почти во всех этих задачах нужно сначала угадать выгодную замену переменной, которая привела бы в итоге к какой-нибудь стандартной формуле.
Пример 10.1.
.
Сделаем замену переменной
.
Тогда
.
Снова введем новую переменную
.
Тогда
.
Возвращаясь к старой переменной по
формуле
,
получим
Пример 10.2.
Пример 10.3.
Пример 10.4.
.
Пример 10.5.
.
Введем новую переменную
и получим
(см. пример 6.2. из раздела 6 интегрирование
по частям). Тогда
Пример 10.6.
.
Введем новую переменную
и найдем
.
Получим
Пример 10.7.
.
Сделаем замену переменной
.
Тогда
.
Получим
Пример 10.8.
Пример 10.9.
.
Введем новую переменную
и найдем
.
Тогда
Пример 10.10.
.
Сделаем замену
и найдем
.
Получим
.
Представим правильную дробь как сумму
простейших дробей:
.
Для нахождения неизвестных коэффициентов выпишем тождественное равенство исходного и вновь полученного числителей:
.
Придадим переменной
значение
.
Тогда
,
откуда
.
Затем при
тождество примет вид:
,
откуда
.
Тогда
Пример 10.11.
.
Воспользуемся формулой интегрирования
по частям. Положим
.
Найдем
и
.
Тогда
Пример 10.12.
.
Применим здесь формулу интегрирования
по частям, полагая
.
Тогда
.
Отсюда
.
Выделим в неправильной рациональной
дроби целую часть делением числителя
на знаменатель.
Получим
.
Пример 10.13.
Здесь мы заметили,
что
.
Пример 10.14.
.
Введем новую переменную
.
Тогда
.
Получим
.
Воспользуемся формулами
.
Тогда
Пример 10.15.
.
Введем новую переменную
.
Найдем
.
Тогда
,
откуда
.
Таким образом
.
Получили интеграл, вычисленный ранее
в примере 6.9.
Пример 10.16.
.
Сделаем замену переменной
.
Тогда
и
.
Разложим правильную дробь в сумму
простейших дробей:
.
Из тождественного
равенства числителей
найдем неизвестные буквенные коэффициенты.
При
тождество принимает вид
,
откуда
.
При
тождество принимает вид
,
откуда
.
Отсюда
Предложим другое решение, которое использует интеграл, взятый в примере 5.8.
Пример
10.17.
.
Разложим подынтегральную функцию в
сумму простейших дробей.
Рассмотрим тождественное равенство исходного числителя и вновь полученного
.
Положим в нем
последовательно
,
а затем приравняем друг другу коэффициенты
при
.
Тогда получим систему уравнений для
нахождения неизвестных буквенных
коэффициентов:
.
Решая ее, найдем
.
Тогда
Вычислим отдельно
.
Сделаем замену
.
Найдем
.
Получим
.
Тогда
Пример 10.18.
.
Сделаем замену
и найдем
.
Получим
.
Подынтегральная функция является
неправильной рациональной дробью.
Выделим из нее целую часть.
Тогда
.
Последний интеграл взят в предыдущем примере 10.17. Воспользуемся этим результатом.
Затем вернемся к
старой переменной
.
Пример
10.19.
.
Сделаем замену переменной
.
При этом
.
Тогда
Пример 10.20.
Вычислить
.
Пусть
.
При
:
Рекомендуемая литература
Двайт Г.Б. Таблицы интегралов и другие математические формулы. М.: «Наука», 1964.
Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. М.: Изд-во АСТ Астрель, 2006.
Натансон И.П. Краткий курс высшей математики. СПб.: Изд-во «Лань», 2005.
Неопределенный интеграл. Методические указания к самостоятельному выполнению задания для студентов всех специальностей. Л.: ЛИСИ, 1989.
Письменный Д.Т. Конспект лекций по высшей математике. Ч. 1. М.: Айрис-пресс, 2006.
Берман Г.Н. Сборник задач по курсу математического анализа. М.: «Наука», 1985.
