Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
neopredelenny_integral_metodich.pdf
Скачиваний:
18
Добавлен:
11.05.2015
Размер:
457.38 Кб
Скачать

Тогда J = dt

= ln

 

t

 

+C = ln

 

ln x

 

+C.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J = x3 (x4 + 2)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 9.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Замена t = x4 + 2, dt = d(x4 + 2)= 4x3dx, x3dx = dt 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 dt

 

1

 

 

 

2

 

 

 

1 t

3

 

 

 

 

 

1

 

 

4

3

 

 

 

 

J = t

 

 

 

 

=

 

 

 

t

 

 

dt

=

 

 

 

 

+C

=

 

 

 

 

 

(x

 

 

+ 2)

+C.

 

 

 

 

4

4

 

 

4 3

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 10.

 

 

J =

 

 

dx

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подстановка

x = t2 ,

dx = 2t dt .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J =

2t dt

 

= 2

t +11

dt =

2

t +1

dt

2

 

 

dt

 

 

=

 

t +1

 

 

 

t +1

 

 

 

 

 

 

 

t +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t +1

 

 

 

 

 

 

= 2dt 2t dt+1 +C == 2t 2ln t +1 +C = 2x 2lnx +1 +C.

Замечание. Так как по определению дифференциала

df

d(C + x)= dx, d(Cx)= Cdx,

= fxdx,

то примеры 2-9 могут быть решены иначе, без замены переменной

J =

 

xdx

 

 

=

1

 

 

 

2xdx

 

 

 

=

1

 

d(x2 + a2 )

=

1

ln

 

x

2

+ a

2

 

+C.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

+ a

2

 

2

 

x

2

+ a

2

 

2

 

x

2

+ a

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J = sin5 xcos x dx = sin5 x d

(sin x)=

1 sin6 x +C.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J =

 

 

dx

 

 

 

=

1 d(2x +5)

=

1 ln

 

2x +

5

 

+C.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x +5

 

 

 

2

 

 

 

2x +5

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 (ax +b)n+1

 

 

J = (ax +b)n dx =

(ax

+b)n d(ax +b)=

+C.

n

n

 

 

 

n +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d(

 

 

x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

=

 

arctg

 

 

5x +C.

 

 

 

1+5x2

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

x)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

1+

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

2. Метод интегрирования по частям

Если u(x), v(x)дифференцируемые функции, то справедлива формула, называемая формулой интегрирования по частям

u dv = uv v du ,

(А)

6

5354.ru

применяемая в тех случаях,

когда интеграл

vdu табличный или легче

сводится к табличному, чем

udv . Данная формула часто используется

при вычислении интегралов вида

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P(x)eαxdx,

 

 

 

 

P(x)sin βx dx,

 

 

P(x)sin βx dx,

 

P(x)ln x dx,

 

 

 

P(x)arctgx dx,

 

 

P(x)arcsin x dx ,

где P(x)

– некоторый многочлен. В первых трех интегралах за dv

удобно выбрать

 

eαxdx,

sin βx dx, cos βx dx,

в трех последних интегралах в

качестве функции

u(x)

 

удобно выбрать функции

 

ln x, arctg x, arcsin x.

Пример 11.

 

 

 

 

J = xe2xdx,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

выберем

u = x,

dv = e2xdx ,

 

тогда

 

du = dx,

v = e2xdx =

 

1 e2x ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

подставив в (А), получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

2x

 

1

 

 

2x

 

x

 

2x

 

1

 

2x

 

 

e2x

 

 

1

 

 

J

=

 

 

e

 

 

e

 

dx =

 

e

 

 

e

 

+C =

 

x

 

+C .

 

2

 

2

 

2

 

4

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Замечание. Так как

u dv = ud(v +C)= u(v +C)(v +C)du =uv +Cu v du Cu = uv vdu,

то при определении v по дифференциалу dv будем полагать константу равной нулю.

Пример 12. J = x2 cos3xdx.

Полагая u = x2

Полагая u = x,

J = x2

3

, dv = cos3xdx, du = 2x,

 

v =

1 sin 3x ,

 

будем иметь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J =

x2

sin 3x

2 xsin 3xdx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dv = sin 3xdx,

 

du = dx,

v = −1 cos3x , получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

2

 

 

x

 

1

 

 

sin 3x

 

xsin 3xdx =

 

 

 

sin 3x

 

 

 

 

cos3x +

3

cos3xdx

=

3

 

3

 

3

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

x2

sin 3x

+

2x

cos3x

2

 

sin 3x +C.

 

 

 

 

3

9

 

27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

5354.ru

 

 

 

J = x5 ln xdx,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 13.

 

 

u = ln x,

dv = x5dx,

du =

1 dx, v =

x6

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J =

x6

ln x

x6

dx

=

 

x6

ln x

x6

+C.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

6 x

 

 

 

 

 

36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J = arctg x dx ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 14.

 

u = arctg x, du =

 

 

 

 

dx

 

 

, dv = dx, v = x,

 

 

 

 

 

 

 

1+ x2

 

 

 

 

 

 

 

 

J = x arctg x 1

d(1+ x2 )

 

= x arctg x

1 ln(1+ x2 )+C.

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

1+ x

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

Пример 15.

 

 

 

 

J =

x2dx

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1+ x2 )2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xdx

 

 

 

 

 

 

 

xdx

 

 

 

 

1

d(1+ x2 )

1

 

 

u = x, du = dx, dv =

 

 

 

, v =

 

 

= 2

(1+ x2 )2

= −

2(1+ x2 )

,

 

(1+ x2 )2

(1+ x2 )2

 

 

x

1

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J = −

2(1+ x2 )

+ 2

 

= −

2(1+ x2 )

+

2 arctg x +C .

 

1+ x2

 

 

 

 

 

 

Упражнения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. xcos2 xdx

2. x arctgx dx

3. (x2 + 2x +3)cos xdx

4.

ln x

dx

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

5. ln2 x dx

6. x3exdx

 

 

 

 

 

7. arcsin x dx

 

 

 

 

 

 

 

8. (x +1)exdx

8 5354.ru

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]