1. ; 2. 3. ;
4. .
19.Табличное интегрирование.
20. Метод замены переменной интегрирования.
Вычислить интегралы методом замены переменой:
Здесь 1/(1+x²) — производная от функции arctg x. Поэтому в качестве новой переменной t возьмем arctg x. Далее — воспользуемся таблицей интегралов:
После того, как нашли интеграл от t, выполняем обратную замену:
21. Метод интегрирования по частям.
Это способ вычисления неопределенного интеграла, основанный на соотношении
(*)
где u (x) и v (x) – непрерывно дифференцируемые функции, d (u (x)) и d (v (x)) – их дифференциалы.
Для вычисления определенного интеграла справедлива аналогичная формула; разница, естественно, в том, что окончание вычисления здесь – применение формулы Ньютона-Лейбница, и выбор технической детали – пересчитывать ли пределы интегрирования при замене переменной или сначала вычислить неопределенный интеграл, а затем применить формулу Ньютона-Лейбница с пределами изменения исходной переменной. Приведём эту формулу:
. (**)
22. Интегрирование рациональных дробей.
Рациональной дробью называется выражение вида , где , –многочлены степеней n и m соответственно.
Если , рациональная дробь называется правильной, в противном случае – неправильной.
Если дробь неправильная, из нее можно выделить целую часть, разделив числитель на знаменатель.
Например, –неправильная рациональная дробь. Выполним деление:
| ||||
| ||||
| ||||
| ||||
остаток |
Таким образом, неправильную дробь можно представить в виде суммы целой рациональной функции (многочлена) и правильной дроби:
.
Простейшими рациональными дробями называются правильные рациональные дроби следующих четырех типов:
, |
где A, B, C, a, p, q –числа,
Покажем на примерах, как интегрируются дроби каждого типа.
Дробь 1–го типа:
Дробь 2–го типа:
Дробь 3–го типа: =[выделим в знаменателе полный квадрат и введем новую переменную: ; ]= =[разобьем интеграл на сумму двух интегралов, первый из которых вычислим подведением под знак дифференциала, второй–табличный]=
23. Определение и свойства определенного интеграла.
Определение: Функция называется интегрируемой на отрезке , если существует конечный предел её интегнральных сумм на . Обозначается: .
Свойства:
1. Если с — постоянное число и функция ƒ(х) интегрируема на [a;b], то
2. Если функции ƒ1(х) и ƒ2(х) интегрируемы на [а;b], тогда интегрируема на [а; b] их сумма u
3.
4. Если функция ƒ(х) интегрируема на [а; b] и а < с < b, то
24. Способы вычисления определенного интеграла.
1)
2) Интегрирование заменой переменной.
3) Интегрирование по частям.