Примеры вычисления интегралов

Математика
Векторная алгебра
Сложные и обратные функции
Непрерывность функции
Правило Лопиталя
Исследование функций с помощью производной
Школьная контрольная
Аналитическая геометрия
Примеры решения задач по математике
Примеры вычисления интегралов
Определённые интегралы
Вычисление площадей
Изменить порядок интегрирования
Вычислить криволинейный интеграл
Неопределённый интеграл
Метод интегрирования по частям
Метод замены переменной
Электротехника
Расчет электрической цепи
Курсовой расчет
Закон Ома
Второй закон Кирхгофа
Векторная диаграмма
Резонанс токов
Метод контурных токов
Метод узловых потенциалов
Метод эквивалентного генератора
Трехфазные цепи
Режимы работы трехфазных цепей
Мощность трехфазных цепей
ЭДС взаимоиндукции
Несинусоидальные токи
Физика
Примеры решения задач
Проектирование электронных устройств
Курсовая по электронике
Типовые задачи по электронике
Курс лекций по строительной механике
Расчёт стержневых конструкций
Расчет распорных систем
Определение напряжений в сечениях арки
Правило П. Верещагина
Линии влияния опорных моментов
Основы динамики стержневых систем
Расчет плоской рамы на устойчивость
Устойчивость стержневых систем
Энергетика
Атомная энергетика
Быстрый реактор БРЕСТ
Активная зона реактора
Канал нормального и аварийного расхолаживания
Конструкция активной зоны
Энергосбережение
Сопротивление материалов
Испытание различных материалов
Определение деформаций
Расчет на жесткость
Расчет на прочность
Условие прочности при изгибе
Композиционные материалы
Изготовление литейных форм
Горячая объемная штамповка
Графика
Машиностроительное черчение
Графический редактор КОМПАС
Экзаменационные билеты черчению
Дизайн
Школы художественного конструирования
Советский дизайн
Эль Лисицкий
Формообразование в дизайне
Понятие "фирменный стиль"
Арт Нуво
Строгановское художественно-промышленное училище
Ленинградское высшее художественно-промышленное училище им. Мухиной.
Футуристическая живопись
Постиндустриальное общество
Ландшафтный дизайн сада
Проект сада
Обследование участка
асимметрия.
«Минималистский сад», сад стиле «Хаи-тэк»
Плодовый и декоративный сад
Основные графические приемы выполнения чертежей
Графическое изображение водоемов
Проведем анализ нескольких проектов ландшафтного дизайна сада
Задание на проектирование
Участок угловой формы
АЛЬПИЙСКАЯ ГОРКА
Информатика
Информационно-вычислительные системы и сети
Стек TCP/IP
Обзор сетевых операционных систем
Теоретическая кибернетика
Традиционная схема моделирования
Моделирование биномиальных распределений
Задачи теории массового обслуживания
Простейшие системы массового обслуживания
Варианты курсовых работ
Туризм
В отпуск по Скандинавским странам
История государства Российского

Определение первообразной и её свойства

Пример Рассмотрим функцию $ f(x)=\frac{x}{\vert x\vert}$ на объединении двух интервалов $ \mathcal{D}=(-\infty;0)\cup(0;+\infty)$

Пример

Замечания

Неопределённый интеграл и таблица неопределённых интегралов

Таблица интегралов

Поскольку $ (\sin x)'=\cos x$ , получаем $\displaystyle \int\cos x\,dx=\sin x+C.$

Табличная формула $ (\arcsin x)'=\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}$ означает, что $ F(x)=\arcsin x$ -- первообразная для $ f(x)=\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}$ на интервале $ (-1;1)$ .

Пример. Методом прогонки найти решение уравнения , удовлетворяющее условиям , .

Докажем формулу $\displaystyle \int\frac{dx}{\sqrt{x^2+k}}=\ln\vert x+\sqrt{x^2+k}\vert+C,$

Найти площадь треугольника с вершинами в точках (0,0), (2,6) и (7,1).

Докажем формулу $\displaystyle \int\frac{dx}{\sin x}=\ln\bigl\vert\mathop{\rm tg}\nolimits \frac{x}{2}\bigr\vert+C.$

Свойства неопределённого интеграла

Интеграл от суммы равен сумме интегралов: $\displaystyle \int(f(x)+g(x))\,dx=\int f(x)\,dx+\int g(x)\,dx.$

Найдём интеграл $ \int(2\sin x+5\cos x)\,dx$ , пользуясь линейностью интеграла

Формула замены переменного

Вычислим интеграл $ \int e^{x^2}x\,dx$ .

Линейная замена

Формула интегрирования по частям

Найдём интеграл $ \int e^xx\,dx$ , применив формулу интегрирования по частям.

Найдём интеграл $ \int\ln x\,dx$ .

О "неберущихся" интегралах

Неберущимся является интеграл $\displaystyle \int e^{-\frac{x^2}{2}}dx=\sqrt{2\pi}\Phi(x)+C.$

Ещё один неберущийся интеграл : $\displaystyle \int\frac{\cos x}{x}\,dx=\mathop{\mathrm{Ci}}\nolimits (x)+C.$

Пример Выразим через функцию Лапласа следующий интеграл: $\displaystyle \int e^{-x^2}dx.$

Вычислим интеграл от интегральной экспоненты $ \mathop{\mathrm{Ei}}\nolimits (x)$ .

Приближённое нахождение первообразных

Найдём интеграл $\displaystyle \int xe^{-3x}dx$ при помощи интегрирования по частям.

Вычислим интеграл $\displaystyle I=\int e^x\cos x\,dx.$

Вычислим интеграл $\displaystyle \int x\mathop{\rm arctg}\nolimits x\,dx.$

Пример Вычислим интеграл $\displaystyle \int x\mathop{\rm arctg}\nolimits x\,dx.$

Нахождение неопределённых интегралов

Интегрирование некоторых классов функций при помощи элементарных преобразований

Интегралы, содержащие квадратный трёхчлен

Вычислим интеграл

Интегралы от произведений синусов и косинусов

Расмотрим интеграл вида

Найдём интеграл

Вычислим интеграл

Рассмотрим случай вычисления интеграла

Пример Найдём интеграл $\dis

Пример Вычислим интеграл

Формула понижения степени

Вычислим интеграл

Рациональные функции и их интегрирование

Пример Разделим с остатком -- многочлен третьей степени -- на бином $ {Q(x)=x-2}$ -- многочлен первой степени:

Разложим на множители многочлен третьей степени .

Разложим рациональную дробь

Замечание

Вычислим интеграл

Пример Вычислим интеграл

Интегралы, сводящиеся к интегралам от рациональных функций

Определение

Интегралы от функций, рациональным образом зависящих от экспоненты

Интегралы от функций, рациональным образом зависящих от и .

Пример Вычислим интеграл

Интегралы от функций, рациональным образом зависящих от $ \sin x$ и $ \cos x$ .

Вычислим интеграл

Интегралы от функций, рациональным образом зависящих от и

Пример Вычислим интеграл

Найдём интеграл

Пример Вычислим интеграл

Примеры решения задач

Найдём интеграл

Пример Вычислим интеграл

Вычислим интеграл

Пример Вычислим интеграл

Конструкция определённого интеграла и площадь криволинейной трапеции

Приблеженное

Теорема

Определение

Теорема

Свойства определённого интеграла Из предыдущего может сложиться неверное впечатление, будто для интегрируемости функции на отрезке необходима её непрерывность. Это не так, и интегрируемыми могут быть и разрывные функции (но, конечно, не все). Достаточно широкий класс интегрируемых функций даёт следующая теорема.

Теорема

Линейность интеграла

Докажем теперь, что если $ f(x)$ и $ g(x)$ -- интегрируемые на $ [a;b]$ функции, то функция $ f(x)+g(x)$ тоже интегрируема и имеет место формула

Теорема Из интегрируемости функции $ f(x)$ на отрезке $ [a;b]$ следует, что она интегрируема и на любом отрезке $ [a';b']\sbs[a;b]$ .

Следствие

Теорема

Теорема Пусть функция $ f(x)$ интегрируема на отрезке $ [a;b]$ . Тогда функция $ g(x)=\vert f(x)\vert$ также интегрируема на $ [a;b]$ ,

Интеграл с переменным верхним пределом

Теорема Функция $ \Phi(x)$ , определённая выше, непрерывна при всех $ x\in[a;b]$ для любой интегрируемой функции $ f$ .

Пример Для нахождения значения определённого интеграла $\displaystyle I=\int_1^3x^2\;dx$

Найдём определённый интеграл $\displaystyle I=\int_0^{\frac{\pi}{3}}\cos x\;dx.$

Определённый интеграл при произвольном соотношении между нижним и верхним пределами

Некоторые приёмы нахождения определённых интегралов Теперь, после изучения формулы Ньютона - Лейбница, мы можем, в принципе, найти определённый интеграл для любой функции, для которой умеем вычислить неопределённый интеграл, и для этого не нужно никаких дополнительных формул и правил. Однако для уменьшения громоздкости вычисления некоторых интегралов, полезно получить формулы для определённого интеграла в тех случаях, когда приходится применять замену переменного или формулу интегрирования по частям.

Формула замены переменного в определённом интеграле

Пример Вычислим интеграл $\displaystyle \int_0^{\frac{\pi}{2}}\sin^2t\cos t\;dt.$

Вычислим интеграл $\displaystyle \int_0^1x\;e^{2x}dx.$

Проверка геометрического смысла интеграла при подсчёте площади части круга

Пример Вычислим интеграл $\displaystyle \int_e^{e^2}\frac{dx}{x\ln x}.$

При $ x>0$ вычислим интеграл с переменным верхним пределом: $\displaystyle F(x)=\int_1^x\frac{1}{t}dt.$

Найдём производную функции $\displaystyle F(x)=\int_x^{x^2}e^{-t^2}dt.$

Найдём значение функции $\displaystyle F(x)=\int_1^x\ln t\;dt.$

Несобственные интегралы первого рода

Вычислим значение интеграла

Пример Рассмотрим теперь несобственный интеграл

Определение Предположим, что функция задана на бесконечном промежутке вида и интегрируема на любом конечном отрезке , где > .

Определение

Свойства несобственных интегралов первого рода

Теоpема сpавнения Пусть даны две функции и , заданные на , причём при всех выполняется неравенство

Замечание

Покажем, что интеграл Эйлера - Пуассона сходится.

Исследуем сходимость несобственного интеграла

Исследуем сходимость несобственного интеграла

Пример Исследуем сходимость несобственного интеграла

Теорема Если интеграл сходится, то сходится также интеграл

Рассмотрим несобственный интеграл

Несобственные интегралы второго рода

Найдём площадь фигуры, расположенной под графиком функции --> над промежутком .

Пример Рассмотрим интеграл

Свойства несобственных интегралов второго рода

Несобственные интегралы с несколькими особенностями

Пример Вычислим интеграл $\displaystyle \int_0^{+\infty}e^{-ax}dx,$

[an error occurred while processing this directive]