Математика Электротехника Лабораторные по электронике Строительная механика Машиностроительное черчение Атомная энергетика Ядерные реакторы История искусства На главную

А если завтра контрольная?

Замена переменной и интегрирование по частям (продолжение)

Интегрирование выражений, содержащих квадратный трехчлен

Задания для подготовки к практическому занятию

Прочитайте §18.1 лекций и предложенные рассуждения, ответьте на вопросы и решите задачи

Итак, для вычисления неопределенного интеграла необходимо свести его к табличному, выбирая для этого на каждом шаге одно из трех действий:

- упрощение (разложение на слагаемые),

- замену переменной (включая сюда и внесение под дифференциал),

- интегрирование по частям.

Примеры

 - табличный интеграл (вынести )

 - упростить, разделив почленно числитель на знаменатель

 - сделать замену t=-(x2+1) (или внести х под знак дифференциала)

 - берется по частям (u=x, dv=cos(1-px)dx)

Выделение полного квадрата в квадратном трехчлене – способ выбора замены переменной. Для того, чтобы выделить полный квадрат, надо вспомнить формулу сокращенного умножения:

Подчеркнуты два слагаемых, на которые мы будем опираться при выделении полного квадрата. Перепишем равенство:

Пример

Рассмотрим квадратный трехчлен . Прежде всего вынесем за скобки множитель перед х2:

Первые два слагаемых в скобках соответствуют первым двум слагаемым в правой части формулы квадрата суммы. Следовательно, очевидно, . Таким образом, получаем:

.

Теорема 2. Пусть - область. Условие независимости от формы пути в равносильно тому, что для любого замкнутого контура .

Доказательство.

  1. (). Пусть интеграл не зависит от формы пути и пусть - замкнутый контур в . Выберем на две произвольные точки и и рассмотрим соединяющие эти точки части контура , назовем их . При этом состоит из и проходимого в противоположном направлении контура . По условию, . Значит, .
  2. (). Пусть для любого контура

.

А) В случае, если , соединяющие точки не имеют других общих точек, то, как и в предыдущей части, состоит из и проходимой в противоположном направлении . Поэтому , откуда .

Б) Если имеют конечное число общих точек, кроме и , то можно применить пункт 2А к каждому полученному контуру, интеграл по которому в связи с предположением равен 0, и поэтому для каждой такой полученной части .

В) Случай, когда кроме и кривые имеют бесконечное множество общих точек, мы оставим без доказательства.

Сопоставляя теорему 2 с теоремой 1, получаем следствие.

Следствие. Пусть - односвязная область. не зависит в от формы пути интегрирования тогда и только тогда, когда в этой области выполняется тождество .

10.Признак полного дифференциала на плоскости

Если - дифференцируемая функция двух переменных, то . Выясним, при каких условиях на существует такая функция , что , т.е. . В предположении непрерывности смешанных производных: или . Докажем, что если - односвязная область, то верно и обратное.


На главную