1.Найти производную функции .
Сначала преобразуем данную функцию:
2. Найти производную функции .
3. Найти производную функции
4. Найти производную функции
5. Найти производную функции
6. Найдите производную третьего порядка функции .
Найдём производную первого порядка:
.
Далее производная второго порядка примет вид:
Производная третьего порядка:
Тема 3.Нахождение дифференциала функции
Дифференциалом функции (или дифференциалом первого порядка) называется произведение производной этой функции на произвольное приращение аргумента :
. (3.1)
Дифференциал аргумента равен приращению аргумента: . Поэтому дифференциал функции равен произведению её производной на дифференциал аргумента:
(3.2.)
Дифференциалом второго порядка называется дифференциал от дифференциала первого порядка:
, (3.3)
т. е. дифференциал второго порядка функции равен произведению второй производной этой функции на квадрат дифференциала аргумента.
1. Найдите дифференциалы первого порядка.
а) ;
;
б) ;
.
2. Найдите дифференциалы второго порядка.
а) ;
;
;
;
б)
;
;
Тема 4.Интегрирование функции.
Функция называется первообразной для функции в промежутке , если в любой точке этого промежутка ее производная равна :
, . (4.1)
Операция отыскания первообразной функции по заданной ее производной или по дифференциалу называется интегрированием.
Совокупность первообразных для функции или для дифференциала называется неопределённым интегралом и обозначается символом . Таким образом,
, (4.2)
если .
Здесь - подынтегральная функция; - подынтегральное выражение; С – произвольная постоянная.
Основные свойства неопределённого интеграла.
1. ;
2. ;
3. ;
4. ;
5. .
Таблица 2
Таблица интегралов
1. ;
2. ;
3. ;
4. ;
5. ;
6. ;
7. ;
8. ;
9. ;
10. ;
11. ;
12. ;
13. ;
14. .
Методы интегрирования функций:
1. Непосредственное интегрирование. Непосредственное интегрирование основано на прямом использовании таблицы интегралов. Если подынтегральная функция не является табличной, то после применения свойств 4 и 5 данный интеграл приводится к одному или нескольким табличным интегралам.
2. Интегрирование методом замены переменной (способ подстановки). Сущность интегрирования способом подстановки заключается в преобразовании интеграла в интеграл , который легко вычисляется по какой-либо из основных формул интегрирования. Для нахождения интеграла заменяем переменную новой переменной с помощью подстановки . Дифференцируя это равенство, получим . Подставляя в подынтегральное выражение вместо и их значения, выраженные через и , имеем .
После того как интеграл относительно новой переменной будет найден, с помощью подстановки он приводится к переменной .
3. Интегрирование по частям. Если , - дифференцируемые функции, то справедлива формула .
С помощью этой формулы вычисление интеграла сводится к вычислению интеграла , если последний окажется проще исходного
Методы интегрирования функции сводятся к указанию приемов, приводящих данный интеграл к табличному. Необходимо знать табличные интегралы и уметь их узнавать.
Для того чтобы проверить правильно ли найден интеграл, необходимо найти производную от получившейся функции и получить подынтегральное выражение.
При вычислении интегралов часто используется формула .
Пример 1.
.
Пример 2.
В этих примерах также можно использовать метод замены переменной.
Интегрирование по частям состоит в том, что подынтегральное выражение заданного интеграла представляется каким-либо образом в виде произведения двух сомножителей и , затем, после нахождения и , используется формула интегрирования по частям.
Типы интегралов, которые удобно вычислять методом интегрирования по частям:
1. Интегралы вида , , , где – многочлен, k – число. Удобно положить , а за обозначить все остальные сомножители.
2. Интегралы вида , , , , . Удобно положить , а за обозначить остальные сомножители.
3. Интегралы вида , , где а и b – числа. За можно принять функцию .
При нахождении интегралов (а-г) используется непосредственное интегрирование. Интегралы (б-г) также можно найти методом замены переменной. Интеграл (е) находится интегрированием по частям.
1. Найдите интегралы.
1)
(свойства 4 и 5, формулы 1 и 2);
2)
(формула сокращённого умножения, свойства 4 и 5, формулы 1 и 2);
3) (формула 5);
4) (формула 13);
5) (свойство 5, формула 14);
6)
7)
8)
9) .
Положим . Тогда т.е. Подставляя в формулу, получим
10) .
Положим . Тогда . Подставляя в формулу .