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

VII. Неопределённый интеграл

Вариант 18

Вычислить неопределённые интегралы:

 

 

 

 

1. Метод тождественных преобразований подынтегральной функции

а)

(1 +

 

x )3

 

7

 

 

 

 

 

dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

x

 

б) 12 ctg x

sin

 

dx .

 

 

 

 

 

 

x

2.

Метод замены переменной интегрирования

 

 

 

 

 

а) e5x 4 dx ;

 

 

 

б)

sin x

 

 

 

 

 

 

в)

3 + 2x

 

 

 

 

 

 

 

dx ;

 

 

 

2 dx .

 

 

 

 

2 3cos x

 

4

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Метод интегрирования по частям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) (2 + x )7 x dx ;

б) (7x 10 )sin (5x)dx ;

в) arctg (9x )dx ;

 

г)

ln x

dx ;

 

 

 

 

д) x tg 2 x dx .

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Интегрирование квадратичных полиномов

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

4 3x

 

 

dx ;

б)

2x +8

dx .

 

 

 

 

 

x

2

4x +

5

x2 + 2x + 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Метод интегрирования рациональных дробей

 

 

 

 

 

а)

 

 

2x3 + 25

 

dx ;

б)

x + 2

 

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

x

3

+ 2x

2

 

 

 

(x 1)

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ x

 

 

x

 

 

 

 

 

6.

Интегрирование тригонометрических функций

 

 

 

 

 

а) sin 5 x cos3 x dx ;

б) cos6 (2x)dx ;

 

в) tg 4 (3x )dx ;

 

г) cos ec4 (3x + 2)dx ;

д)

dx

 

 

 

;

 

е) sin (5x)cos (3x)dx ;

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos (3x)

 

 

 

 

 

 

 

 

ж) dx .

2 sin x + cos x

7. Интегрирование некоторых иррациональных функций

а) x +x2 dx ;

б)

x

dx2

;

в)

x4dx

3

;

г)

 

 

x

16

 

(1 x2 )

 

 

 

8. Разные интегралы

 

 

 

 

 

 

 

 

а) x2 ln x dx ;

 

 

 

б) cos5 x dx ;

 

 

 

в)

г) cos (2x)cos (3x)dx ;

 

 

д) 2 5x dx ;

 

 

 

е)

x2 dx .

 

x2 +9

 

1 4x2 dx ;

 

1 x

dx ;

5 4x x2

 

 

 

x3

+3

 

 

 

 

x

 

x

 

2

ж)

 

 

 

dx ;

з)

 

sin

 

 

cos

 

 

dx .

x3 x2 2x

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

160

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

Задания для самостоятельного решения

VII. Неопределённый интеграл

Вариант 19

Вычислить неопределённые интегралы:

1. Метод тождественных преобразований подынтегральной функции

 

 

 

 

 

7

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

4

 

 

dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

x3

11ctg x +

+ x

2 dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

2.

Метод замены переменной интегрирования

 

 

 

 

а) cos (3x 1 )dx ;

б)

 

 

e2x

dx ;

 

 

 

 

в)

5x 2

dx .

 

1

2x

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3e

 

 

 

 

 

 

4 + x

3.

Метод интегрирования по частям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) (2x +1 )e7 x dx ;

б) (2 3x)sin (4x )dx ;

в) arccos(5x )dx ;

 

г)

 

x ln x dx ;

 

д) x cos 2 x dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Интегрирование квадратичных полиномов

 

 

 

 

а)

 

3x 2

 

dx ;

б)

 

 

4 9x

 

 

 

dx .

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

2x2 6x +15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x + 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Метод интегрирования рациональных дробей

 

 

 

 

а)

5x3 3

dx ;

 

б)

 

 

x2 1

 

 

 

dx .

 

 

 

 

x

3

8

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x + 2 ) (x 3 )

 

 

 

 

 

6.

Интегрирование тригонометрических функций

 

 

 

а)

г)

ж)

sin 2 x cos5 x dx ;

б) cos4 (2x 1 )dx ;

в) tg 5 (9x )dx ;

cos ec6 x dx ;

д) sin(2x +1)cos(3x 1)dx;

е)

dx

 

;

3

 

 

 

cos (6x)

 

dx .

3sin x + 2 cos x

7. Интегрирование некоторых иррациональных функций

а)

dx

; б)

9 + x2

dx ; в)

x4 dx

; г)

x2

225 dx

.

x +1 + (x +1 )3

(4x2 1)

1 4x2

 

 

x

8. Разные интегралы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) arccos x dx ;

 

б)

 

 

x + 2

 

dx ;

 

в)

x2 2

9 dx ;

 

 

 

9x

2

 

 

 

 

г) arcsin2 x +1 dx ;

 

 

 

6x +13

 

 

 

 

x

 

 

 

 

д) sin 4 (2x)cos2 (2x)dx ;

 

е)

 

x

 

dx ;

 

 

1 x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x2

 

 

ж)

dx

 

;

 

з)

 

 

dx

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

3 + cos x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos (2x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

161

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

Задания для самостоятельного решения

VII. Неопределённый интеграл

Вариант 20

Вычислить неопределённые интегралы:

1. Метод тождественных преобразований подынтегральной функции

 

а)

cos (2x )

dx ;

 

б)

7

x +5 6 x

5 dx .

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Метод замены переменной интегрирования

 

 

5 x3 +8 x

 

 

а) 95x 7 dx ;

 

 

 

 

б)

 

dx

 

;

 

 

 

 

 

в)

dx .

 

 

 

 

 

1 5x

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16 + x

 

 

3.

Метод интегрирования по частям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) (7x + 3 )5x dx ;

 

б) (8 3x )cos (5x)dx ;

 

в) (2x +1 )arctg x dx ;

 

г)

ln x

dx ;

 

 

 

 

д)

x cos

x

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin

x

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Интегрирование квадратичных полиномов

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

3x 25

 

dx ;

б)

 

 

4 7x

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4x

2

 

 

5

+ 4x x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10x +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Метод интегрирования рациональных дробей

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

x3 +1

 

 

 

 

б)

 

2x +17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx ;

 

 

 

 

(x2 +1 )(x 1 )2

dx .

 

 

 

 

 

 

 

x2 2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Интегрирование тригонометрических функций

 

 

 

 

 

 

 

а) sin 3 (8x )cos2 (8x )dx ;

б) sin 6 (2x +3 )dx ;

 

в) ctg 7 x dx ;

 

г) cos ec4 (6x )dx ;

 

д)

 

 

 

dx

;

 

 

е) sin (5x)sin (7x)dx ;

 

 

 

cos

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4x 7 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ж)

 

 

 

 

 

dx

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5sin x + 3cos x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Интегрирование некоторых иррациональных функций

 

 

 

 

 

а) 3

x

dx

;

 

 

б)

(4 + x2 )3 dx ;

 

 

в)

x2 dx

;

г) 16x2 1 dx .

 

 

 

 

 

 

 

+ 4 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

36 x2

 

 

 

 

 

 

8.

Разные интегралы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

а) tg 3 (2x)dx ;

 

 

 

 

б) x2 3x dx ;

 

 

 

в)

2x

 

dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

1 +1

 

г) arctgx dx ;

 

 

 

 

д)

 

5 2sin3 x

dx ;

 

е) sec4 (3x)dx ;

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

sin

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

ж)

 

 

 

 

 

 

 

 

з)

 

x + 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1 + x2 )3

;

 

 

x2 (x2 +1)dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

162

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

Задания для самостоятельного решения

VII. Неопределённый интеграл

Вариант 21

Вычислить неопределённые интегралы:

1. Метод тождественных преобразований подынтегральной функции

 

(3 + 2x2

)2

 

 

 

12

 

 

а)

 

 

 

dx ;

б) 1

7 sin x +

 

 

 

dx .

x

3

 

5sin

2

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2.

Метод замены переменной интегрирования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 x3 7x dx .

 

а) x2 9

x

dx ;

 

 

 

б)

 

 

 

 

dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

 

 

 

 

3

+ 5x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16 x2

 

3.

Метод интегрирования по частям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) arcsin x dx ;

 

 

а) x2 7 x 1 dx ;

 

 

 

б) (7 6x )cos (3x )dx ;

 

 

 

г) ln (x2 +1 )dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + x

 

 

 

 

д) e x cos (2 3x )dx .

 

 

 

 

 

 

 

4.

Интегрирование квадратичных полиномов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

11x +15

 

dx ;

 

 

б)

 

 

12 17 x

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 2x x

 

 

 

 

 

 

x2 8x +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Метод интегрирования рациональных дробей

 

 

 

 

 

 

 

а)

x3 5x2 +3x

 

 

 

б)

 

23x2 + 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x3 +1 )

dx

;

 

 

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

(x 4 )2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Интегрирование тригонометрических функций

 

 

 

 

 

 

 

а) sin8 x cos3 x dx ;

 

 

б) cos6 (3 5x )dx ;

 

 

 

 

 

в) tg 5 (1 x )dx ;

 

г) cos ec4 (x + 7 )dx ;

 

д)

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

е) sin (7x)sin (3x)dx ;

 

 

 

cos

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3 4x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ж)

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 + 2 sin x + cos x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Интегрирование некоторых иррациональных функций

 

 

 

 

 

а)

33 x 4 dx ;

 

б)

x

2

 

dx ;

 

 

 

в)

 

 

x

2

dx

;

г)

x2 400 dx

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

4

 

 

 

 

 

x +1

 

 

 

 

(1 x2 )3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 +9x2

 

 

 

 

 

8.

Разные интегралы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x4 dx

 

 

а) 3 x3 8 x2 dx ;

 

 

б) sin 4 (3x)dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

;

 

г) arctg ( 8x 1)dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(16 x2 )3

 

 

 

д)

 

 

3x + 2

 

dx ;

 

 

 

 

 

е)

2x +1

dx ;

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6x +10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 4x

 

 

ж)

 

 

dx

 

 

 

 

 

з)

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

cos

 

 

 

x +

 

 

 

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

sin

3

(5x)

 

 

 

 

 

 

 

sin

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

163

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

Задания для самостоятельного решения

VII. Неопределённый интеграл

Вариант 22

Вычислить неопределённые интегралы:

1. Метод тождественных преобразований подынтегральной функции

 

5 9x

 

 

 

 

5

 

 

4

 

 

а)

dx ;

б)

3x 1

2 +

 

 

dx .

3

 

 

2

 

 

x

 

 

 

7 (1 + x )

x

5

 

 

 

 

 

 

 

2.

Метод замены переменной интегрирования

 

 

в) 6 sin x

 

 

 

а) x e32x 2

dx ;

 

б)

 

7 3 8x dx ;

 

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos x

 

 

3.

Метод интегрирования по частям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) (x + 6 )5x dx ;

 

б) (3x 2 )cos (2x )dx ;

 

 

в) 4 arccos (5x)dx ;

 

г) ln 2 x dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

д)

 

x

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Интегрирование квадратичных полиномов

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

3x 7

 

 

 

dx ;

 

б)

 

 

2 7x

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

1 16x x

2

 

 

x2 8x + 25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Метод интегрирования рациональных дробей

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

2x

 

 

 

 

 

б)

 

x3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x + 2 )2

(x2 +16 )dx ;

 

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3 + 27

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Интегрирование тригонометрических функций

 

 

 

 

 

а) sin 2 (1 x)cos 4 (1 x )dx ;

 

 

б) cos5 x dx ;

 

 

в) ctg 4 (7x )dx ;

 

 

г) cos ec4

x

 

д)

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е) cos (8x)cos (3x)dx ;

 

 

 

 

 

dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

3

4x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos x dx

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ж)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 +sin x + cos x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Интегрирование некоторых иррациональных функций

 

 

 

 

а)

7 x +1 +3

dx ; б)

x2 (1 + x2 )

5

dx ; в)

x2 dx

; г)

4x2

1 dx

.

 

(x +

1)

2

 

 

 

 

 

 

1

9x2

5x

 

 

 

 

 

 

x +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

Разные интегралы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

x 2

dx ;

б) (3x + 4)e3x dx ;

 

 

 

в) tg 3 (4x)dx ;

 

 

 

 

7 12x 4x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г) x2

4 x2 dx ;

 

д) sin (3x)sin (5x)dx ;

 

 

е) ln (x +3)dx ;

 

 

ж)

(1 2

 

x )

2

dx ;

 

з)

x arccos x

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

164

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

Задания для самостоятельного решения

VII. Неопределённый интеграл

Вариант 23

Вычислить неопределённые интегралы:

1. Метод тождественных преобразований подынтегральной функции

 

10x

8

11x

 

 

 

23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

dx ;

б)

5tg x

 

 

 

dx .

 

x

4

7 cos

2

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2.

Метод замены переменной интегрирования

 

x (1 2x2 )

 

 

а)

 

7

 

dx ;

 

б)

6

 

dx ;

 

в)

dx .

 

5

3x

 

7x +

 

 

16

+ x

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

3.

Метод интегрирования по частям

 

 

 

 

 

 

 

 

а) (3x 1 )2 x dx ;

б) (9 5x)sin (2x )dx ;

в) arccos(8x )dx ;

 

г)

 

ln (x + 2 )

dx ;

д) x tg 2 (3x )dx .

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x + 2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Интегрирование квадратичных полиномов

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

7x 15

dx ;

б)

12x 1

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

9 6x x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4x

2x +5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Метод интегрирования рациональных дробей

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

3x2 +5

 

б)

7x5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx ;

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

(x2 1)2

 

x3 64

 

 

 

 

 

 

 

6.

Интегрирование тригонометрических функций

 

 

 

 

 

 

а)

г)

ж)

sin 2 (3x )cos 4 (3x )dx ;

б) sin 5 x dx ;

 

в) ctg 4 (2x 1 )dx ;

cos ec4 (5x )dx ;

д)

 

dx

 

 

;

е) sin (4x)sin (3x)dx ;

cos

3

+ x)

 

 

(1

 

 

dx .

2 + 3cos x + 4 sin x

7. Интегрирование некоторых иррациональных функций

а) 3

15

 

x

x

dx ;

б)

1 121x2 dx ; в)

dx

;

г) x2 9x2 1 dx .

 

 

x

 

 

 

 

 

(4 + x2 )3

 

 

 

 

8. Разные интегралы

 

 

 

 

 

 

а)

x5 12x3 + 7

dx ;

б) sin 5 x cos2 x dx ;

 

в) e5x dx ;

 

x

3

+ 2x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

г)

 

 

 

dx

 

 

;

 

 

д) sec4 (2x)dx ;

 

 

е)

;

x

2

 

 

9 + x

2

 

 

 

 

2 + cos x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ж) (2x 5)cos(4x)dx ;

з) 11x 2 dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3

 

 

 

 

 

165

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

Задания для самостоятельного решения

VII. Неопределённый интеграл

Вариант 24

Вычислить неопределённые интегралы:

1. Метод тождественных преобразований подынтегральной функции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

7 x2 2x +

 

 

dx ;

б)

 

5 cos x e x

+

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Метод замены переменной интегрирования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) 5x 4x 2 dx ;

 

 

 

 

б)

4 arccos3 (3x )7x dx ;

 

 

 

 

в)

4x 1dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 9x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Метод интегрирования по частям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

arcsinx dx ;

 

а) (8x + 9 )8x dx ;

б) (7 x)sin (9x )dx ;

 

 

 

 

 

 

в)

 

 

 

 

 

ln (3x + 2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 x

 

 

 

г)

 

dx ;

д) ex sin x dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3x + 2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Интегрирование квадратичных полиномов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

6x + 7

 

dx ;

 

 

б)

 

 

 

9 10x

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

15 6x x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4x +

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Метод интегрирования рациональных дробей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

7x4 5x + 2

dx ;

б)

 

 

3x 5

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 2

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x + x 2x

 

 

 

 

 

 

 

(x 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Интегрирование тригонометрических функций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) sin 3 (7x )cos5 (7x )dx ;

б) sin 6 (5x)dx ;

 

 

 

 

 

в) tg 3 (3x 4)dx ;

 

 

 

г) sec4 (2x )dx ;

 

 

 

 

д)

 

 

 

dx

 

 

;

 

 

 

 

е) cos(9x)cos(11x)dx;

 

 

 

 

 

sin

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3x 5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ж)

 

dx

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + 5sin x + 2 cos x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Интегрирование некоторых иррациональных функций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 2x +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

)3

 

 

 

 

9x2 1 dx

 

 

 

а) 3 2x +1 2x +1 dx ; б) x2

 

9 x2 dx ; в) (1 +16x2

; г)

 

3x2

.

 

8.

Разные интегралы

б) 3arcsin4 x +9x dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ctg 4 (5x)dx ;

 

 

 

 

 

 

 

в)

 

 

4 3x

 

dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

6x + x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г) sin 3 (3x )cos2 (3x )dx ;

д) (5tg x +3ctg x)dx ;

 

 

 

е)

5x3 2x2 +9

 

;

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

x (x +1 )(x 3 )

 

ж) (4x + 7 )cos (2x )dx ;

з)

 

 

x2 16 dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

166

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

Задания для самостоятельного решения

VII. Неопределённый интеграл

Вариант 25

Вычислить неопределённые интегралы:

1. Метод тождественных преобразований подынтегральной функции

 

 

 

1 sin

3 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

а)

dx ;

 

б) 5sin x +

 

 

dx .

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

sin

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Метод замены переменной интегрирования

 

 

а) 2 5x dx ;

 

 

 

 

 

 

б) 3

x2

 

dx ;

 

 

 

 

 

 

в) x arccos x dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + x3

 

 

 

 

 

 

 

1 x2

3.

Метод интегрирования по частям

 

 

 

 

 

 

 

 

а) (5 6x)e2x dx ;

 

 

б)

(4x 2)cos (3x)dx ;

в) 7x arctg (5x )dx ;

 

г) ln (x2 + 4)dx ;

 

 

д)

e x sin (6x)dx .

 

4.

Интегрирование квадратичных полиномов

 

 

а)

 

 

x +11

 

 

 

dx ;

 

 

 

б)

 

 

3x + 4

dx .

 

7

6x 2x

2

 

 

 

 

2x2 6x +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Метод интегрирования рациональных дробей

 

 

а)

 

 

x2 +

9x 12

 

 

 

 

б)

5x 8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

dx .

 

 

(x 5)

2

(x

2

+9)

 

 

 

x

4

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Интегрирование тригонометрических функций

 

а) sin 3 (2x )cos4 (2x )dx ;

б)

cos6 (8x)dx ;

 

 

в) tg 4 (3x )dx ;

 

г) cos ec6 x dx ;

 

 

д)

 

dx

 

 

 

;

 

е) sin (7x)sin (3x)dx ;

 

 

 

cos

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4x 7 )

 

 

 

ж) cos x dx .

2 +sin x + cos x

7. Интегрирование некоторых иррациональных функций

а) 3

15 x

dx ; б)

 

x

x

 

8.Разные интегралы

а) x e32x 2 dx ;

г) 3

 

dx

;

 

 

 

 

x + 4

x

 

ж)

 

 

x3 +

3

dx ;

x

3

2

2x

 

 

x

 

4 x

2 dx ; в)

 

dx

; г)

 

dx

.

 

 

 

 

 

(1 + x2 )3

 

x x2 9

 

 

б)

dx

 

;

 

в)

 

cos x dx

 

;

(1 +16x2

)3

 

 

 

2 +sin x + cos x

д)

(3x 2 )cos (2x )dx ;

 

е)

2 7x

dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 8x + 25

 

 

з)

1 4x2 dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

167

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

Задания для самостоятельного решения

VIII. Определённый и несобственный интегралы

Вариант 1

1

1

1. Не вычисляя интегралов, указать, какой из них больше e x dx ;

x dx .

0

0

2.Оценить интеграл, т.е. указать два числа, между которыми заключено зна-

чение интеграла 4 (x2 + x 5 )dx .

1

3. Найти среднее интегральное значение функции на интервале интегрирова-

ния f (x) = cos x ;

 

π

;

π

x

4

3

.

 

 

 

 

4. Вычислить указанные интегралы:

1

3

 

 

dx

 

1

4

dx .

а) x3 dx ;

б)

 

 

;

в) x 4 x dx ;

г)

 

2

2x 8

0

2 x

 

 

0

0

x + 5

5. Найти площадь плоской фигуры, ограниченной указанными линиями. Вы-

полнить чертёж.

а) y = 4 x2 ; y = 0 ; б) y = x2 9 x2 ; y = 0 ; x [0; 3 ]; в) ρ =1 sin ϕ ; ρ =1.

6. Найти объём тела, полученного вращением указанных линий: а) вокруг оси

Ox ; б) вокруг оси Oy . Выполнить чертёж.

а) y = e x ; y = 0 ; x = 0 ; x =1;

б) x2 y 2 = 4 ; y = ±2 .

7. Найти длину линии или её части, соответствующей указанному интервалу

 

t

3

изменения аргумента или указанным точкам на данной линии x = 3t

.

 

2

 

y = 3t

 

 

8. Найти площадь поверхности, полученной вращением данной линии или её части, соответствующей данному интервалу изменения аргумента или дан-

ным точкам на линии y 2 = 4x ; x [0; 1 ]; (Ox ) .

9. Исследовать на сходимость указанные несобственные интегралы:

 

 

 

 

 

 

π

 

(x2 +1 )dx ;

 

dx

 

2

1

а)

б)

 

;

в) ctgx dx ;

г) ln x dx .

x

3

−∞

0

+1

0

0

 

 

 

168

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

Задания для самостоятельного решения

VIII. Определённый и несобственный интегралы

Вариант 2

1. Не вычисляя интегралов, указать, какой из них больше

2(x2 +1 )dx ;

2 x dx .

 

1

1

2.Оценить интеграл, т.е. указать два числа, между которыми заключено зна-

2

чение интеграла e x 2 dx .

0

3. Найти среднее интегральное значение функции на интервале интегрирова-

ния f (x) = sin x ;

π

;

π

 

 

 

 

 

 

 

x

6

4

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Вычислить указанные интегралы:

π

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

2

 

 

 

dx

 

2

1

dx

 

 

а)

 

;

б)

 

 

 

;

в) x cos x dx ;

г)

3

.

 

2

 

2 +3x 2x2

x +

 

1

1 + x

 

3

 

 

π

0

 

x

3

 

 

 

4

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

5. Найти площадь плоской фигуры, ограниченной указанными линиями. Вы-

полнить чертёж.

а) x y = 4 ; y = 0 ; x =1; x = 4 ;

б) y = x2 4 x2 ; y = 0 ; x [0; 2 ];

в) ρ = cos (2ϕ ).

6. Найти объём тела, полученного вращением указанных линий: а) вокруг оси

Ox ; б) вокруг оси Oy . Выполнить чертёж.

а) y = x2 ; y = 0 ; x = 2 ;

б) x = 3(t sin t )

;

y 3 .

 

y = 3(1 cost )

 

 

7. Найти длину линии или её части, соответствующей указанному интервалу изменения аргумента или указанным точкам на данной линии y =1 ln (cos x );

x 0; π6 .

8. Найти площадь поверхности, полученной вращением данной линии или её части, соответствующей данному интервалу изменения аргумента или дан-

ным точкам на линии

y =

x3

;

x [0; 1 ]; (Ox ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Исследовать на сходимость указанные несобственные интегралы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

x dx

 

2

4

 

 

dx

 

а)

dx

;

б)

arctg

;

в) tgx dx ;

г)

 

 

.

 

2

+1

 

2

4x +3

1

x

1

 

x

 

0

2 x

 

 

169

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]