Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

MI_T2TerekhovSV

.pdf
Скачиваний:
274
Добавлен:
13.04.2015
Размер:
14.02 Mб
Скачать

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

VI. Дифференциальное исчисление

Вариант 23

1. Найти производные следующих функций, пользуясь определени-

ем производной: а) f (x)=

1

x

 

 

; б) f (x) = 5sin

 

.

3x + 2

2

 

 

 

2. Продифференцировать указанные функции.

а) y = ln (sin (2x))

1

cos2

(3x);

б) y =

x

 

+

3 x ;

2

2 3x2

 

 

 

 

(8x )

 

 

 

 

 

4

 

3

ln

;

г) y = e

1 2 t

 

9

;

в) y =

3 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a + x

 

 

 

x

 

 

 

 

 

x = a (cos t +t sin t )

 

 

 

;

e)

= x y

2

b

2

;

ж)

 

.

 

 

 

д) y = arctg

1 a x

 

y

 

 

t cos t )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = a (sin t

 

3. Найти производную второго порядка от указанных функций.

 

a) y = (2x +1)sin (3x), x 0 = 0 ;

б) x = 3sin t ;

 

 

в) x 4 x y + y 4 =1 .

 

 

 

 

 

 

 

y = 2 tg t

 

 

 

 

 

4. Составить уравнения касательной и нормали к указанным лини-

ям либо в указанной точке, либо при указанном значении парамет-

ра: а) y 2 = x3 , x 0 = 0 ;

 

б) x = ln (1 +t 2 ), t0 = 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Найти указанные пределы с помощью правила Лопиталя.

 

 

 

 

 

ln (cos x)

 

 

 

 

 

e

2x e x

 

 

 

 

π x

 

а) lim

 

 

 

 

 

 

;

б) lim

 

 

 

 

 

;

в) lim

(1

x)tg

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π ln (cos (3x))+1

 

x0 sin (3x)sin (5x)

 

 

 

 

2

 

 

 

 

x1

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

cos (2x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

д) lim x x + ln x .

 

 

 

 

 

 

 

г) lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

x 0 sin x

 

 

 

x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Провести полное исследование и построить график функции

f (x) =

x 3

.

 

 

4 (x + 5)

140

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

VI. Дифференциальное исчисление

Вариант 24

1.

Найти производные следующих функций, пользуясь определени-

ем производной: а) f (x)=

1

 

; б) f (x) = 5ln(3x + 2).

 

x3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Продифференцировать указанные функции.

 

 

а) y =

x 3

arcctg (2x)ln(x2 +1)

; б) y = 5 2 3x2 +108x + 1

;

 

 

 

3

 

 

 

x

 

 

x

 

2 x 3

 

;

 

в) y = sin

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a r c c o s ( t )

;

д) y = ln cos

e

 

 

 

 

 

 

г) y = 3 cosec2 x tg(3

е) 2 x y 2 = tg(y x);

2 x );

ж) y = e 2 t

x = et

.

+ t

3. Найти производную второго порядка от указанных функций.

 

1

 

 

 

x = arctg t

 

 

 

 

а) y = ln 2 x +

, x

0

=1 ;

б)

 

2

)

;

в) y sin x = ln y .

x

 

 

 

 

 

+ t

 

 

 

 

 

 

 

y = ln (1

 

 

 

4. Составить уравнения касательной и нормали к указанным лини-

ям либо в указанной точке, либо при указанном значении парамет-

 

x 3

 

x = 3 cos t

 

π

 

ра: а) y =

 

, x0 = −1;

б)

, t 0 =

 

.

3

3

 

 

y = sin t

 

 

5. Найти указанные пределы с помощью правила Лопиталя.

а) lim

 

 

x

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞ ln 2 (3x)

 

 

 

 

 

 

г) lim

 

cos x

 

 

1

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

π x 2π

 

sin x

 

б) lim

7 3 x 3 2 x

;

в) lim ((1 cos x)ctgx );

 

 

 

x0 tgx + x 3

 

x0

1

 

 

 

д) lim x

x 2 1

.

 

 

x1

 

 

6. Провести полное исследование и построить график функции

f (x) = 3xx+62 .

141

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

VI. Дифференциальное исчисление

Вариант 25

1.Найти производные следующих функций, пользуясь определени-

ем производной: а) f (x)= x2 3x ; б) f (x) = 2 cos(x 1).

2.Продифференцировать указанные функции.

а) y = 1

+ 3

4 5x2 + ex ;

 

 

2x

 

 

 

 

 

 

sin (5x)

 

 

 

в)

y = cos

2

x

 

+

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin

 

 

 

 

 

 

д)

y = arcctg

 

 

7

 

;

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

г)

е)

 

 

 

x

 

 

 

 

sin

2

 

y =

4

1 x

+3

;

 

3

x + 2

 

 

 

y = 3 x 8x2 ex + 2 ;

y 2 2xy +b2 = 0 ;

ж) x = ln(3 t 2 ).

 

 

2

+ e

t

 

y = t

 

 

3. Найти производную второго порядка от указанных функций.

а) y =

ln(x 2)

 

, x0 =1 ;

б) x = 5 cos t ;

в) 3y 3x = 2 y .

x 2

 

 

y = 4sin t

 

4. Составить уравнения касательной и нормали к указанным лини-

ям либо в указанной точке, либо при указанном значении парамет-

ра: а) y = x3 , x0

=1;

 

 

 

 

 

t

, t0 = 0 .

 

 

 

 

б) x

 

= 2 e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Найти указанные пределы с помощью правила Лопиталя.

 

 

 

 

 

x2 + 3x

 

 

 

 

 

 

 

 

ln(9

2x2 )

 

 

 

π

а)

lim

 

 

 

;

 

 

 

б)

lim

 

 

 

 

 

 

;

в)

lim arccos x

 

ctgx ;

 

ln x

 

 

 

 

sin(2π x)

2

 

x→∞

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

x0

 

г)

 

 

1

 

 

1

 

;

д)

 

(ctg(3x))sin(3x).

 

 

 

 

lim

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x0 2 x 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Провести полное исследование и построить график функции

f (x) = x 2x .

142

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Модульный блок № 3

Задания для самостоятельного решения

VII. Неопределённый интеграл

Вариант 1

Вычислить неопределённые интегралы:

1. Метод тождественных преобразований подынтегральной функции

 

1 sin

3

x

 

 

3

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

dx ;

б) 14x

 

+

 

 

 

dx .

sin

2

x

 

 

1 + x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Метод замены переменной интегрирования

 

 

 

 

 

а) e2x dx ;

 

 

 

б)

1 +ln x

dx ;

в)

arctg x + x

dx .

 

 

 

 

 

 

x

 

 

1

+ x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Метод интегрирования по частям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ln x dx ;

 

 

 

б) x e2x dx ;

в) x arctgx dx ;

 

г) x2 cos x dx ;

д) e2x sin x dx .

 

 

 

 

 

4.

Интегрирование квадратичных полиномов

 

 

 

 

 

а)

x + 5

 

 

dx ;

б)

 

 

2 x

dx .

 

 

 

 

 

3 4x 4x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9x2 + 6x +13

 

 

 

 

5.

Метод интегрирования рациональных дробей

 

 

 

 

 

а)

2x3 +1

dx ;

 

 

б)

 

 

x2

+1

 

dx .

 

 

 

 

 

3

 

 

(x

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 1

 

 

 

 

+1) (x 2)

 

 

 

 

 

6.

Интегрирование тригонометрических функций

 

 

 

 

 

а) sin 2 x cos 2 x dx ;

б) cos3 (2x)dx ;

в) tg 5 x dx ;

 

 

г) sec4 x dx ;

 

 

 

д)

 

 

dx

 

 

;

 

е) sin (2x)cos (3x)dx ;

 

 

 

 

sin

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4x)

 

 

 

 

 

 

 

 

ж)

dx

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 +3cos x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Интегрирование некоторых иррациональных функций

 

 

 

 

 

а) 3

x +1

 

dx ;

 

 

б) 4 x2 dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

3x +

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

г) x2

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) (25 + x2 )

25 + x2 ;

x2 9 .

 

 

 

 

 

8. Разные интегралы

 

 

 

 

9

 

а)

7 x2

2x +

 

dx ;

x

 

 

 

 

г)

 

 

dx

 

 

;

1 + 5sin x + 2 cos x

ж) x2

9 x2 dx ;

б)

 

 

 

 

6x + 7

 

 

dx ;

в)

sec4 (2x )dx ;

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

4x +1

 

 

д)

ln (3x + 2 )

dx ;

е)

sin 6 (5x)dx ;

3

 

 

 

 

(3x + 2 )

 

 

 

 

 

з)

 

 

 

3x 5

 

dx .

 

 

x

2

 

 

 

 

 

(x 1)

 

 

 

 

 

143

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

VII. Неопределённый интеграл

Вариант 2

Вычислить неопределённые интегралы:

1. Метод тождественных преобразований подынтегральной функции

 

а) x2 (1 x)3 dx ;

б)

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5sin x +

 

2

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Метод замены переменной интегрирования

в) e x + e2x

 

 

 

 

а) tg (5x)dx ;

 

б)

 

x3

dx ;

 

 

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + e2x

 

 

 

3.

Метод интегрирования по частям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 e

x

 

 

 

 

x sin (5x)dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

а)

 

x

 

2 dx ;

 

б)

 

 

 

 

 

в)

 

x arctg

 

dx ;

 

г) x ln(x2 +3)dx ;

д) e2x cos x dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Интегрирование квадратичных полиномов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

2x 6

dx ;

б)

 

3x +1

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

8x x2 12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+5x + 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Метод интегрирования рациональных дробей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

3x + 5

dx ;

б)

x3 +5x 1

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

+ x

 

 

 

 

x

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Интегрирование тригонометрических функций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

cos5 x

 

dx ;

б) sin 6

(3x)dx ;

 

 

в) ctg 3 (2x)dx ;

г)

 

dx

 

 

;

 

 

sin

3

x

 

 

sin

3

(2x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д) cos ec4 x dx ; е) sin (5x)cos (3x)dx ;

ж)

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3sin x 4 cos x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Интегрирование некоторых иррациональных функций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

б) 9 x2 dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x +1 (3 x +1 +1);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

 

x2

 

dx

;

г)

 

x2 4 1 dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16 + x2

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

Разные интегралы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

г)

(8x + 9 )8x dx ;

 

3

 

9 10x

dx ;

б) 5cos x e x +

dx ; в)

 

 

 

 

4 x2

 

15 6x x2

5x 4x

2

dx ;

д) cos (9x)cos (11x)dx ;

е)

9x2 1 dx

;

 

3x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

ж)

arcsin x dx ;

з) tg 3 (3x 4)dx .

 

2 x

 

144

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

VII. Неопределённый интеграл

Вариант 3

Вычислить неопределённые интегралы:

1. Метод тождественных преобразований подынтегральной функции

 

а)

 

x

 

 

 

x

 

2

 

1 3x

+ 7x4

 

 

 

 

 

 

 

sin

 

cos

 

 

dx ; б)

 

 

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Метод замены переменной интегрирования

в) arcsin2 x +1 dx .

 

а) 2 5x dx ;

 

 

 

 

 

 

б)

 

x

dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

x2

 

 

 

 

1 x2

3.

Метод интегрирования по частям

 

 

в) x2 3x dx ;

 

а) arccos x dx ;

 

 

б) x5 ln x dx ;

 

 

 

г) arctgx dx ;

 

 

д) e x sin(2x)dx .

 

 

 

 

 

4.

Интегрирование квадратичных полиномов

 

 

 

 

 

а)

 

 

x + 2

 

 

dx ;

 

б)

 

1 x

 

dx .

 

 

 

 

 

9x

2

 

 

 

 

5 4x x2

 

 

 

 

 

 

 

6x +13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Метод интегрирования рациональных дробей

 

 

 

 

 

а)

 

 

x3 +3

 

 

 

 

 

 

б)

x + 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx ;

 

 

 

(x2 +1)dx .

 

 

 

 

 

x3 x2 2x

 

 

x2

 

 

 

 

6.

Интегрирование тригонометрических функций

 

 

 

 

 

а) sin 4 (2x)cos2 (2x)dx ;

б) cos5 x dx ;

в) tg 3 (2x)dx ;

г) sec4 (3x)dx ;

 

д)

 

 

dx

 

 

;

 

 

 

 

 

е) cos(2x)cos(3x)dx ;

 

ж)

 

dx

.

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

3

+ cos x

 

 

 

 

cos (2x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Интегрирование некоторых иррациональных функций

 

 

 

а)

 

 

 

x

 

 

dx ;

 

 

б) 1 4x2 dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x +1 +

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

 

 

 

dx

 

 

;

 

 

 

г) x2 2 9 dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1 + x2 )3

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

Разные интегралы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) 3

8 2x +1

dx ;

 

 

2x +1 2x +1

 

г)

7x4 5x + 2

dx ;

 

3 2

 

 

x

+ x 2x

 

ж) (7 x)sin (9x )dx ;

б)

 

 

 

dx

 

)3

;

 

 

 

(1 +16x2

 

 

д)

 

 

dx

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

sin

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3x 5)

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

x

 

2

з)

cos

 

 

 

+sin

 

 

 

dx .

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) sin 3 x cos5 x dx ;

е)

 

6x + 7

 

dx ;

x

2

 

4x +1

 

145

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

VII. Неопределённый интеграл

Вариант 4

Вычислить неопределённые интегралы:

1. Метод тождественных преобразований подынтегральной функции

а)

 

3

 

6

 

15

 

 

 

x

 

x

 

2

 

 

+

 

 

 

 

dx ;

б)

cos

 

 

+sin

 

 

dx .

 

 

2

 

3

 

 

 

 

 

x

 

x

 

 

2

2

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Метод замены переменной интегрирования

 

 

 

 

3x 5 arctg 2 x

 

 

а) ctg (3x)dx ;

 

б) 3

 

x

2

 

 

 

 

 

 

в)

 

 

 

 

 

dx ;

 

 

 

 

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

1 + x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + x3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Метод интегрирования по частям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) (4 3x)e3x dx ;

 

б) (x +5)sin (3x)dx ;

 

 

 

в) arcsin (4x)dx ;

 

 

г)

 

ln (x +3)

dx ;

 

д) e3x sin(2x)dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x +3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Интегрирование квадратичных полиномов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

3x +1

 

dx ;

 

б)

 

 

 

4 x

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

4x 2x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 +8x + 25

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Метод интегрирования рациональных дробей

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

x3 +1

 

 

 

 

 

б)

 

 

x + 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx ;

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x 2)(x 4)

 

x4 +16x2

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Интегрирование тригонометрических функций

 

 

 

 

 

 

 

а) sin 2 x cos3 x dx ;

б) cos4 (3x)dx ;

в) ctg 3 (2x)dx ;

г) cos ec4 x dx ;

 

 

 

 

д)

 

 

 

dx

 

 

;

 

 

 

 

е) sin (3x)cos x dx ;

 

ж)

 

dx

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

5

+ 6 sin x

 

 

 

 

 

 

cos (5x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Интегрирование некоторых иррациональных функций

 

 

 

 

 

а) 3

dx

 

 

;

 

 

 

 

б)

 

 

x4 dx

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x +

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

(1 x2 )3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

 

 

dx

 

 

 

;

 

 

г)

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4 + x2 )3

 

 

x x2 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

Разные интегралы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

7x5

dx ;

 

б)

 

 

7x 15

 

dx ;

 

 

 

в)

6

dx ;

 

 

 

 

x

3

 

4x

2

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

64

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x +

 

 

 

 

 

7x +11

 

 

г)

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

;

д) sin 5 x dx ;

 

 

 

 

 

е)

10x8 11x

dx ;

 

 

 

2

+ 3cos x + 4 sin x

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

ж)

 

 

 

1 121x2 dx ;

 

з) x tg 2 (3x )dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

146

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

VII. Неопределённый интеграл

Вариант 5

Вычислить неопределённые интегралы:

 

 

 

 

 

 

 

1. Метод тождественных преобразований подынтегральной функции

 

а)

(1 2 x )2

dx ;

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

б) cos x +

sin

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

2.

Метод замены переменной интегрирования

 

в) x arccos x dx .

 

а) e5x dx ;

 

 

 

 

 

б) 3 x3 8 x2 dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x2

3.

Метод интегрирования по частям

 

 

 

 

 

 

в) arctg ( 8x 1)dx ;

 

а) (3x + 4)e3x dx ;

б) (2x 5)cos(4x)dx ;

 

 

г) ln (x +3)dx ;

 

д) 5x sin x dx .

 

 

 

 

 

 

 

4.

Интегрирование квадратичных полиномов

 

 

 

 

а)

 

 

 

3x + 2

 

 

dx ;

б)

 

 

 

x 2

 

 

dx .

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

7

12x 4x2

 

 

 

 

 

 

 

6x +10

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Метод интегрирования рациональных дробей

 

 

 

 

а)

 

x5

12x3 + 7

dx ;

б)

2x

+1

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

3

+ 2x

2

 

 

x

3

4x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Интегрирование тригонометрических функций

 

 

 

 

а) sin 5 x cos 2 x dx ;

б) sin 4 (3x)dx ;

в) tg 3 (4x)dx ; г) sec4 (2x)dx ;

 

д)

 

 

 

dx

 

 

;

 

 

 

 

е) sin (3x)sin (5x)dx ;

 

 

 

ж)

 

dx

.

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

+ cos x

 

 

 

sin (5x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Интегрирование некоторых иррациональных функций

 

 

а) x2

 

 

4 x2 dx ;

б)

 

 

 

x4 dx

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(16 x2 )3

 

 

 

 

 

 

в)

x2

dx

;

 

9 + x2

 

8. Разные интегралы

а)

12x 1

dx ;

 

9 6x x2

г) 3

15

x

dx ;

 

x

x

 

ж) (9 5x)sin (2x )dx ;

г)

б)

д)

з)

x2 x1 dx .

5 73x dx ;

 

3x2 +5

dx ;

 

 

 

(x2 1)

2

 

 

 

 

 

 

 

23

 

 

 

5tg x

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

7 cos

 

dx .

 

 

 

 

x

в) cos ec4 (5x )dx ;

е) (3x 1 )2 x dx ;

147

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

VII. Неопределённый интеграл

Вариант 6

Вычислить неопределённые интегралы:

1. Метод тождественных преобразований подынтегральной функции

 

а)

11x 2 dx ;

б) (5tg x +3ctg x)dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Метод замены переменной интегрирования

 

в) 3arcsin4 x +9x dx.

 

а) 102x 5 dx ;

б) x

2x2 + 7 dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1x2

3.

Метод интегрирования по частям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) (5 6x)e2x dx ;

б) (4x + 7 )cos (2x )dx ;

 

в) arccos(3x 1)dx ;

 

г)

ln (2x 9)

dx ;

д) 3x cos (5x )dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

(2x 9 )

 

 

 

 

 

4.

Интегрирование квадратичных полиномов

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

4 3x

 

 

dx ;

б)

 

 

2x +5

 

 

 

dx .

 

 

 

 

 

10 6x + x

2

7

12x x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Метод интегрирования рациональных дробей

 

 

 

 

 

а)

5x3 2x2 +9

б)

 

x +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx ;

 

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

x (x +1 )(x 3 )

 

3x4 + 6x2

 

 

 

 

 

 

6.

Интегрирование тригонометрических функций

 

 

 

 

 

а) sin 3 (3x )cos2 (3x )dx ;

б) cos4 (2x 5)dx ;

 

в) ctg 4 (5x)dx ;

 

г) cos ec4 x dx ;

д)

 

 

dx

 

 

 

;

 

 

е) cos(2x)cos(5x)dx ;

 

 

cos

3

1 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4x +

 

 

 

 

 

 

 

ж)

 

 

 

 

sin x dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 +sin x + cos x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Интегрирование некоторых иррациональных функций

 

а)

1 +

3 x3

 

 

 

dx ; б)

36 x2 dx ;

 

в)

dx

;

г) x2 16 dx .

 

 

 

x4 +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(64 + x2 )3

 

 

 

 

8.

Разные интегралы

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) arccos(8x )dx ;

б)

 

 

 

 

 

;

 

 

в) sin2(3x )cos4(3x )dx;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4 + x2 )3

 

 

 

 

ln (x + 2 )

 

 

г) ctg 4 (2x 1 )dx ;

д) sin (4x)sin (3x)dx ;

 

е)

dx ;

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x (1 2x2 )

 

 

 

 

 

 

(x + 2 )

 

ж) x

2

9x

2

1 dx ;

з)

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

16

+ x

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

148

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

VII. Неопределённый интеграл

Вариант 7

Вычислить неопределённые интегралы:

1. Метод тождественных преобразований подынтегральной функции

 

 

11

4

 

 

 

 

5

 

а)

3

3

dx ;

б) 2 x + x1 +

 

dx .

 

 

x

2

x

 

 

x

2

7

 

 

 

 

 

 

2. Метод замены переменной интегрирования

 

 

cos (5x)dx ;

б) x

1

e x dx ;

 

 

а)

2

 

3.

Метод интегрирования по частям

 

 

а) (5x 2)e3x dx ;

б) (4x 2)cos (3x)dx ;

 

г) ln (x 1)dx ;

д) 4 x cos(5x )dx .

 

4.

Интегрирование квадратичных полиномов

 

а)

7x + 5

 

dx ;

б)

 

 

3x 8

dx .

 

9 + 6x 8x

2

2x2 + 4x + 25

 

 

 

 

 

 

5. Метод интегрирования рациональных дробей

а)

3x2 + 6x +1

dx ;

б)

x3 1

dx .

(x2 + 2)(x +1)2

 

5x3 + x2

в)

1+2

1+tg x

dx.

 

cos

x 1+tgx

 

в) x arctg (2x)dx ;

6. Интегрирование тригонометрических функций

а) sin 5 x cos 4 x dx ;

б) sin 4 (3x)dx ;

в) ctg 3 (4x)dx ;

г) cos ec4 x dx ;

 

 

 

д)

dx

 

 

;

е) cos(6x)cos(7x)dx;

ж)

 

 

 

 

dx

 

.

3

 

 

1

cos x sin x

 

sin (2x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Интегрирование некоторых иррациональных функций

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

x3

 

 

dx ;

б)

x4

 

 

dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 +16

 

(4 x2 )3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

x2 dx

;

г)

x2 4 4 dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

36 + x2

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Разные интегралы

 

 

x

 

 

 

 

 

 

3x 7

 

 

 

а) x e32x

2

 

 

б) cos ec4

 

в)

 

 

 

 

 

 

 

dx ;

 

 

dx ;

 

 

 

 

 

dx ;

 

 

 

1

16x x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

г)

1 sin

3 x

dx ;

д) (3x 2 )cos (2x )dx ;

е)

 

x3

 

dx ;

2

 

x

3

27

 

 

sin

x

 

 

 

 

 

+

 

ж)

5 9x

dx ;

з)

x

 

dx .

 

 

 

 

 

3

2

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

cos

x

 

 

 

 

 

149

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]