РефератыАстрономияІнІнтегрування з допомогою заміни змінної Інтегрування частинами

Інтегрування з допомогою заміни змінної Інтегрування частинами

Пошукова робота на тему:


Інтегрування з допомогою заміни змінної. Інтегрування частинами.


П
лан


Інтегрування частинами
Інтегрування часток
Заміна змінної

1
. Інтегрування частинами


Нехай
і
– диференційовані функції
на


Тоді
або




Звідси



(8.16)


Формула (8.16) називається формулою інтегрування частинами в невизначеному інтегралі.


Користуючись формулою (8.16), рекомендується обчислення інтегралів від таких функцій :




де
–поліном ,
– раціональна функція
. Описати всі можливі випадки застосування формули інтегрування частинами неможливо. Інтегруючи такі вирази, завжди виникає дилема : що взяти за
, а що – за
.
Інтегруючи вирази вигляду
,
, після того як підінтегральна функція буде розписана за властивостями 40
і 50
, одержимо інтеграли вигляду
, де
- одна з функцій
в яких слід за
брати
,
бо, в протилежному випадку, інтеграл ускладнюватиметься за рахунок зростання степенів
. В інтегралах
, де
- одна з функцій
вигідно за
брати
. В інших випадках вибір
здійснюється залежно від того, при якому з виборів легше знайти
за
, хоч це теж не є абсолютною істиною . Іноді доводиться експериментувати .


Інтегруючи вирази
, доцільно за
взяти
. Знаходження
із співвідношень
теж здійснюється інтегрування частинами .


Для прикладу знайдемо




Приймаючи
, а
, знайдемо



Далі матимемо
, тобто дістанемо інтеграл
.


Знову, взявши
, знайдемо
. Отже , одержимо таку систему рівнянь відносно
та
:




Звідси






Приклад 1
.




Позначивши
,


одержимо
. Звідси



. (8.17)


Остання формула є рекурентною, тобто , знаючи , що
, можна поступово знайти
, де
– ціле число,


більше за одиницю . Наприклад, при




Звідси
.


Приклад 2.

.


Нехай
Тоді



і




У новому інтегралі степінь величини понизився на одиницю, а це означає , що інтеграл став простішим , ніж був .


Знайдемо тепер
. Маємо
.


Звідси


Отже , на основі формули (8.16) одержимо




Враховуючи значення
, знаходимо



.


Приклад 3.






Із останньої рівності одержимо



.


Обчислимо тепер




Звідси
.


Остаточно з урахуванням
, матимемо




Останній приклад показує, що часто інтегрування частинами приводить до мети скоріше в тих випадках, де, як це здавалось би, доцільніше застосувати інші методи . У цьому можна переконатися, спробувавши знайти первісну для функції
, застосувавши наприклад , заміну змінної за формулою
, про що мова буде іти пізніше.


2
. Інтегрування часток


Через те , що
то



. (8.18)


Користуючись цим , стають очевидними такі формули :



.


Нехай маємо
, причому
, де
– довільне дійсне число. Тоді



.


Розглянемо інтеграл вигляду
якщо
, то




, (8.19)


де
.


Приклади
.


1.
.


2.
.


3.
.


Через те що
, то



.


3
. Заміна змінної


Нехай потрібно обчислити інтеграл
причому безпосередньо первісну ми знайти не можемо, але відомо, що вона існує.


Зробимо заміну змінної в підінтегральному виразі




де
неперервна функція з неперервною похідною, що має обернену функцію. Тоді
і в цьому випадку має місце формула



(8.20)


Формулу (8.20) слід розуміти так, що після інтегрування в правій частині рівності замість
буде підставлено його вираз через


Щоб довести рівність (8.20), потрібно довести, що похідні за
від обох частин рівності рівні між собою:








Ми тут використали правило диференціювання оберненої функції.


Отже, похідні за
від обох частин рівності (8.20) рівні, що й треба було довести.


Функцію
потрібно вибирати так, щоби можна було обчислити інтеграл, що стоїть в правій частині рівності (8.20).


Фактично у п. 9.3.5 теж йшлося про заміну змінної, в чому можна безпосередньо переконатися .


Не можна дати універсальних замін змінних , які зводили б заданий інтеграл до простішого. Але для ряду випадків це можна здійснити. Доцільно, наприклад, в інтегралах, що містять під знаком інтеграла вирази вигляду


застосувати відповідно такі заміни змінних:
або



або
.


За подальшого вивчення методів інтегрування розглядатимуться інші заміни змінних .


Приклади
.


1.
. Підстановка
зводить інтеграл до такого :






2.
. Щоб позбутися експонент, доцільно скористатися такою заміною змінної
.Тоді
і інтеграл набере вигляду



Сохранить в соц. сетях:
Обсуждение:
comments powered by Disqus

Название реферата: Інтегрування з допомогою заміни змінної Інтегрування частинами

Слов:811
Символов:6299
Размер:12.30 Кб.