Приклади інтегрування функцій
Нижче наведені приклади інтегрування, які охоплюють значну частину різноманітних способів знаходження невизначеного інтегралу. Такого типу приклади інтегрування функцій Ви найчастіше побачите на 1,2 курсах навчання з вищої математики. Наведені нижче відповіді одночасно і пояснюють методику взяття інтегралів, і слугують інструкцією з обчислень. Щоб зекономити час та місце самих умов до прикладів ми не виписували.
Приклад 1. Якщо перед інтегралом мали б множником "ікс", то його можна було б внести під диференціал і провести заміну змінних. Однак інтеграл дещо складніший, тому вирази в дужках підносимо до кубу, а далі виконуємо інтегрування кожного з доданків.
![інтегрування](http://yukhym.com/images/stories/Exam/IntE4_01.gif)
![інтегрування](http://yukhym.com/images/stories/Exam/IntE4_01.gif)
Приклад 2. Задано дробову функцію в знаменнику якої міститься ірраціональність. Щоб її позбутися функцію під коренем позначимо за нову змінну, далі знаходимо її диференціал та підставляємо в інтеграл. Після незначних маніпуляцій з показниками обчислюємо інтеграл, і замість змінної підставляємо виконану заміну.
![заміна змінних під інтегралом](http://yukhym.com/images/stories/Exam/IntE4_02.gif)
Приклад 3. Хто часто обчислює інтеграли або добре знає теорію інтегралів, то в цьому та подібних завданнях за нову змінну вибирає логарифм. При диференціюванні логарифма отримуємо одиницю розділену на "ікс", що значно спрощує подальше інтегрування. Вкінці не забувайте в прикладах на заміну змінних перейти до початкової змінної "ікс".
![заміна змінних під інтегралом](http://yukhym.com/images/stories/Exam/IntE4_03.gif)
Приклад 4. Виконуємо інтегрування частинами, для цього синус вносимо під диференціал
![інтегрування частинами](http://yukhym.com/images/stories/Exam/IntE4_04.gif)
Після першого разу знову отримаємо інтеграл, який обчислюємо інтегруванням частинами.
![інтегрування частинами](http://yukhym.com/images/stories/Exam/IntE4_05.gif)
Приклад 5. Маємо завдання під правило інтегрування частинами u*dv. За змінну вибираємо експоненту, а синус вносимо під диференціал.
![інтегрування частинами](http://yukhym.com/images/stories/Exam/IntE4_06.gif)
Після повторного інтегрування частинами прийдемо до рекурентної формули, з якої і визначаємо інтеграл.
![рекурентна формула в інтегруванні](http://yukhym.com/images/stories/Exam/IntE4_07.gif)
Приклад 6. В цьому інтегралі квадратний тричлен, що стоїть в знаменнику треба звести до суми чи різниці квадратів.
![інтегрування функції](http://yukhym.com/images/stories/Exam/IntE4_08.gif)
Далі за формулами інтегрування отримаємо арктангенс.
![інтеграл рівний арктангенсу](http://yukhym.com/images/stories/Exam/IntE4_09.gif)
Приклад 7. Інтегрування добутку тригонометричних функцій дається не всім студентам, і тут потрібно враховувати як степені, так і сам вигляд функцій. В цьому прикладі один косинус потрібно внести під диференціал і звести завдання до інтегрування функції від синуса.
![інтеграл від тригонометричних функцій](http://yukhym.com/images/stories/Exam/IntE4_10.gif)
![](http://yukhym.com/images/stories/Exam/IntE4_11.gif)
Сам інтеграл не складний і знаходиться за правилом для степеневих функцій.
Приклад 8. Якщо маємо синуси чи косинуси у показниках більших одиниці, то за тригонометричними формулами їх треба порозписувати аж до першого степеня. Далі застосовують формули інтегрування синусів або косинусів.
![íntegruvannâ синусового](http://yukhym.com/images/stories/Exam/IntE4_12.gif)
![інтегрування косинуса](http://yukhym.com/images/stories/Exam/IntE4_13.gif)
Приклад 9. Щоб знайти інтеграл від дробової функції спершу розділимо чисельник на знаменник, та отриманий в остачі дріб розпишемо на найпростіші дроби. Після цього, використовуючи формули інтегрування, обчислюємо значення кожного з інтегралів.
![інтегрування дробової функції](http://yukhym.com/images/stories/Exam/IntE4_14.gif)
Приклад 10. Маємо інтеграл від дробової функції
![інтеграл](http://yukhym.com/images/stories/Exam/IntE4_15.gif)
Записуємо її через найпростіші дроби першого та другого типів.
![розклад на прості дроби](http://yukhym.com/images/stories/Exam/IntE4_16.gif)
Далі зводимо дроби під спільний знаменник та з умови рівності чисельників складаємо систему лінійних рівнянь для обчислення невідомих сталих.
![зведення під спільний знаменник](http://yukhym.com/images/stories/Exam/IntE4_17.gif)
![система лінійних рівнянь](http://yukhym.com/images/stories/Exam/IntE4_18.gif)
Після її розв'язування повертаємося до дробу, підставляємо сталі та виконуємо інтегрування.
![інтегрування дробів](http://yukhym.com/images/stories/Exam/IntE4_19.gif)
Приклад 11. Маємо інтеграл від дробової ірраціональної функції. Для розкриття ірраціональності виконуємо наступну заміну змінних під інтегралом
![інтегрування ірраціональнизх функцій](http://yukhym.com/images/stories/Exam/IntE4_20.gif)
В результаті прийдемо до дробової раціональної функції під інтегралом, яку розписавши на прості дроби легко проінтегрувати
![](http://yukhym.com/images/stories/Exam/IntE4_21.gif)
Приклад 12. В цьому завданні для поз буття ірраціональності під інтегралом необхідно використати одну відому хитрість. Вона полягає в тому, що провівши наступну заміну змінних прийдемо до раціональної функції від косинуса.
![заміна змінних під інтегралом](http://yukhym.com/images/stories/Exam/IntE4_22.gif)
![інтегрування](http://yukhym.com/images/stories/Exam/IntE4_23.gif)
Після інтегрування повертаємося до виконаної заміни і на цьому обчислення можна завершити. Однак, якщо мати під рукою тригонометричні формули то відповідь можна дещо спростити ізаписати в більш компактному вигляді.
![перетворення функції](http://yukhym.com/images/stories/Exam/IntE4_24.gif)
![перетворення функції](http://yukhym.com/images/stories/Exam/IntE4_25.gif)
Приклад 13. Маємо в знаменнику раціональну функцію від косинуса і синуса. Такі інтеграли слід знаходити через універсальну тригонометричну заміну t=tg(x/2)
![універсальна тригонометрична заміна](http://yukhym.com/images/stories/Exam/IntE4_26.gif)
Після підстановки формул синус та косинуса через тангенс половини кута підінтегральна функція перетвориться до дробової, в знаменнику якої матимемо квадратний тричлен. Його зводимо до квадрату виразу, що містить змінну та інтегруємо за правилом для степеневих функцій.
![інтегрування](http://yukhym.com/images/stories/Exam/IntE4_27.gif)
Після інтегрування не забуваємо, що наше t=tg(x/2) і підставляємо його у формулу інтегралу.
На цьому добірка прикладів завершується, більше прикладів Ви знайдете в категорії інтегрування. Для збільшення бази готових інтегралів надсилайте цікаві приклади на yukhym2012@i.ua або замовляйте у нас розв'язання контрольних робіт та модулів.
Немає коментарів:
Дописати коментар