Решение типовых примеров
Пример 1.1. Требуется найти неопределенный интеграл методом разложения
.
Решение. Используя правила интегрирования (см. приложение 8) исходный интеграл можно разложить в сумму интегралов
.
После преобразований подынтегральных функций получим сумму табличных интегралов
.
Пример 1.2. Требуется найти неопределенный интеграл методом замены переменной
.
Решение. Применим замену переменной вида , вычислим dt и выполним подстановку
.
В результате замены переменной получаем интеграл от показательной функции, который легко находится по таблице (см. приложение 9). После нахождения первообразной производим обратную замену переменной
.
Пример 1.3. Требуется найти неопределенный интеграл методом интегрирования по частям
.
Решение. В соответствии с формулой 9 приложения 8 положим , . Дифференцируя f и интегрируя dg имеем
.
Для нахождения последнего интеграла воспользуемся методом замены переменной. Пусть . В таком случае искомый интеграл может быть записан в виде
.
В результате замены переменной получаем табличный интеграл (см. приложение 9, формула 2)
.
Таким образом, искомый интеграл может быть вычислен как
.
Тема 2. Определенный интеграл
Перед решением задач с использованием определенного интеграла следует разобраться в этом понятии и в понятии интегральной суммы. При решении задач следует опираться на геометрический смысл интегральной суммы и ее связь с определенным интегралом. Заметим, что определенные интегралы сохраняют все основные свойства неопределенных интегралов (см. приложение 8). Методы интегрирования в общих чертах также сохраняются, но существуют и некоторые изменения, связанные с появлением пределов интегрирования. Так, например, формула интегрирования по частям для определенного интеграла принимает вид
.
Следует обратить внимание, что формула вычисления площади фигуры, ограниченной сверху и снизу кривыми , , , а с боков прямыми ,
остается верной при любых знаках значений функций , .
Вопросы для самопроверки
1. В чем состоит отличие в реализации метода замены переменной под знаком и ?
2. Запишите интегральную сумму для функции на отрезке .
3. Что называется определенным интегралом функции на отрезке ?
4. Каков геометрический смысл определенного интеграла?
5. Перечислите основные свойства определенного интеграла.
7. Напишите формулу Ньютона-Лейбница.
8. Напишите формулу интегрирования по частям в определенном интеграле.
9. Как вычислить объем тела, образованного вращением плоской фигуры вокруг оси Ox? вокруг оси Oy?
Задание 2. вычислить указанные определенные интегралы.
Вариант 2.1 |
Вариант 2.2 |
Вариант 2.3 |
1. ; |
1. ; |
1. ; |
2. . |
2. . |
2. . |
Вариант 2.4 |
Вариант 2.5 |
Вариант 2.6 |
1. ; |
1. ; |
1. ; |
2. . |
2. . |
2. . |
Вариант 2.7 |
Вариант 2.8 |
Вариант 2.9 |
1. ; |
1. ; |
1. ; |
2. . |
2. . |
2. . |
Вариант 2.10 |
Вариант 2.11 |
Вариант 2.12 |
1. ; |
1. ; |
1. ; |
2. . |
2. . |
2. . |
Вариант 2.13 |
Вариант 2.14 |
Вариант 2.15 |
1. ; |
1. ; |
1. ; |
2. . |
2. . |
2. . |
Вариант 2.16 |
Вариант 2.17 |
Вариант 2.18 |
1. ; |
1. ; |
1. ; |
2. . |
2. . |
2. . |
Вариант 2.19 |
Вариант 2.20 |
Вариант 2.21 |
1. ; |
1. ; |
1. ; |
2. . |
2. . |
2. . |
Вариант 2.22 |
Вариант 2.23 |
Вариант 2.24 |
1. ; |
1. ; |
1. ; |
2. . |
2. . |
2. . |
Вариант 2.25 |
Вариант 2.26 |
Вариант 2.27 |
1. ; |
1. ; |
1. ; |
2. . |
2. . |
2. . |
Вариант 2.28 |
Вариант 2.29 |
Вариант 2.30 |
1. ; |
1. ; |
1. ; |
2. . |
2. . |
2. . |
Задание 3. Вычислить площадь фигуры, ограниченной линиями. Все линии и характерные точки построить в системе координат xOy.
3.1. |
3.2. |
3.3. |
3.4. |
3.5. |
3.6. |
3.7. |
3.8. |
3.9. |
3.10. |
3.11. |
3.12. |
3.13. |
3.14. |
3.15. |
3.16. |
3.17. |
3.18. |
3.19. |
3.20. |
3.21. |
3.22. |
3.23. |
3.24. |
3.25. |
3.26. |
3.27. |
3.28. |
3.29. |
3.30. |