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

86-2008(методичка-математика)

.pdf
Скачиваний:
18
Добавлен:
31.05.2015
Размер:
783.61 Кб
Скачать

Тогда

 

 

t 3,

3

 

 

 

 

 

t 2 ,

dx 3t 5dt .

 

2x 1

2x 1

 

 

 

 

3t 5dt

 

 

 

 

 

 

 

t 2

 

(t 2 1) 1

 

 

I

 

 

3

 

 

dt 3

 

 

dt

 

t 3(1 t 2 )

1 t 2

1 t 2

 

3 dt 3

1

 

 

dt 3t 3arctg t C

 

 

 

 

 

 

1 t 2

 

3 6 2x 1 3 arctg 6 2x 1 C .

г) Интегрирование тригонометрических выражений.

При вычислении интегралов sin n x cosm x dx , где n, m

целые числа рекомендуется использовать следующие приемы: I. Если оба показателя n и m - неотрицательные четные

числа, то применяют формулы понижения степени:

 

 

2sin 2 x 1 cos 2x,

 

2 cos 2 x 1 cos 2x .

 

 

 

4

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

1

 

 

 

 

 

 

2

 

cos

 

x dx

 

 

 

1 cos 2x

dx

 

 

 

 

1 2 cos 2x cos

 

2x dx

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 2 cos 2x

 

 

(1 cos 4x) dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 cos 2x

 

 

 

cos 4x dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

dx

1

cos 2x dx

 

1

cos 4x dx

 

 

 

 

 

8

 

2

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

x

sin 2x

 

 

sin 4x

C .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

32

 

 

 

 

II. Если n и m - натуральные числа такие, что хотя бы одно из них нечетное, то в случае нечетного m полагают

41

sin x t , а в случае нечетного n полагают

cos x t и

применяют формулу

 

sin 2 x cos 2 x 1.

 

sin5 x cos4 x dx sin 4 x cos4 x sin x dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

sin 4 x cos 4 x d cos x (1 cos 2 x)

 

cos 4 x d cos x

 

 

 

(1 t 2 )2 t 4 dt (t 4 2t 6 t8 ) dt

 

 

 

 

 

5

 

t

7

 

t

9

 

 

cos

5

x

 

2 cos

7

x

 

cos

9

x

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

7

 

9

 

5

 

 

7

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача №8

Вычислить несобственный интеграл или показать, что он расходится.

Решение. Напомним определение несобственного интеграла. Если существует конечный предел

b

lim f (x) dx , b a

то этот предел называют несобственным интегралом от функции f(x) на промежутке [a, +∞) и обозначают

f ( x ) dx .

a

Следовательно, по определению

 

 

b

f (x) dx

lim

f (x) dx .

a

b a

42

В этом случае говорят, что несобственный интеграл сходится, в противном случае – расходится.

 

1

 

 

b

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

1)

 

 

 

 

dx

lim

 

 

 

 

dx

lim

(arctg x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x2

 

 

x2

 

1

 

 

 

1

 

b

1

1

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

(arctg b arctg 1)

 

lim (arctg b

)

 

 

 

 

 

.

 

b

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

4

2

 

 

4

 

4

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos

 

 

lim cos 2x dx

 

 

 

 

 

 

2)

2x dx

lim

 

sin 2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

lim

sin 2b sin 0

1

 

lim

sin 2b.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 b

 

 

 

 

 

2 b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так как полученный предел не существует, то интеграл расходится.

dx

 

b dx

 

 

b

 

 

 

 

 

3)

 

lim

 

 

 

lim (ln x)

1

 

x

x

b

 

b

 

1

1

 

 

 

lim (ln b ln1) b

lim

ln b .

 

 

b

 

 

 

 

В данном случае интеграл расходится.

 

 

 

Задача №9

 

Вычислить

площадь

фигуры,

ограниченной линиями

y x 3 и

y 6x x2 7 . Сделать чертеж.

Решение.

Если фигура ограничена графиками функций

y1(x) и

y2(x)

y1(x) y2 (x)

и соответствующими

отрезками прямых

x a и

x b , то ее площадь вычисляется

по формуле

43

b

S( y2 (x) y1(x))dx . a

В нашем случае y1(x) x 3 и y2 (x) 6x x2 7 , a и b

– абсциссы точек пересечения указанных прямых (рис. 3). y

2

0

1

3

4

-2

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3

 

 

 

 

 

 

 

Найдем эти значения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6x x2 7 x 3,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 5x 4 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1 1,

x2 4 .

 

 

 

Найдем площадь фигуры:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

(6x x

2

7) (x

 

 

 

4

 

 

 

S

 

 

3) dx

5x

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

2

 

1

 

 

3

 

 

 

4

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

x

 

 

4x

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

3

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

x

2

 

 

4 dx

 

 

 

44

 

 

 

 

 

Задача №10

 

 

Вычислить

длину

дуги

кривой,

заданной

уравнением

 

 

 

 

 

 

 

 

y 9 x2 ;

0 x 3.

 

 

 

 

Решение.

 

Длина

дуги

кривой,

заданной

уравнением

y f (x) при

a x b ,

вычисляется по

формуле

b

L 1 y 2 (x) dx . a

В рассматриваемом случае 1 y

2

(x)

9

. Поэтому

 

9 x2

 

3

 

dx

 

 

x

 

 

3

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3arcsin

 

 

 

 

3(arcsin 1 arcsin 0)

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

9 x

2

 

3

 

 

0

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача №11

Вычислить объем тела, полученного при вращении

вокруг

оси

Ox

фигуры,

ограниченной

линиями

y 1

1

,

y 0,

x 1,

x 3 . Сделать чертеж.

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

Решение. Объем V тела, образованного вращением вокруг

оси Ox фигуры,

ограниченной графиком функции

y y(x) ,

отрезками прямых x a и x b и отрезком оси Ox , равен

b

V y 2 (x) dx .

a

Изобразим указанную в условии задачи фигуру (рис.4). По формуле находим:

45

3

 

1 2

 

 

 

 

3

 

2

 

 

 

1

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

dx 1

 

x

 

 

2

dx

1

 

 

x

 

 

 

 

1

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

3

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

2 ln x

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ln 3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

1

3

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

3

x

 

 

 

Рис. 4

46

Приложение 1

Таблица производных простейших элементарных функций.

I.(С) = 0.

II. (x ) x 1, в частности

 

1

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

, ( x )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

x2

 

 

 

 

 

х

 

 

 

 

2 x

 

 

III.

(logа х) =

1

 

logа е, в частности (ln х) =

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

IV.

 

(a x ) a x ln a, в частности,

(e x ) e x .

 

 

V. (sin х) = cos х.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VI.

 

(cos х) = sin х.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VII.

 

( tg x ) =

1

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos

2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VIII. (ctg x) =

 

 

 

1

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin 2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IX.

 

(arcsin х) =

 

1

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X.

(arccos x) =

 

1

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

XI. (arctg x) =

1

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

XII. (arcctg x) =

 

1

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x2

 

 

 

 

 

 

 

XIII.

(sh х) = ch х.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

XIV.

(ch х) = sh х.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

47

XV. (th x) =

 

 

1

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ch 2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

XVI.

(cth x) =

 

 

1

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sh2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 2

 

Таблица интегралов простейших элементарных функций

I.

x dx

x 1

C

 

1 .

 

1

 

II.

 

dx

 

ln

 

x

 

C.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

III.

 

 

 

 

dx

arctg x C.

 

 

1

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IV.

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

arcsin x

C.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V. a xdx

 

 

a x

 

 

 

0 a 1 .

 

C

 

ln a

 

VI.

e x dx e x C.

 

 

 

 

VII. sin x dx cos x C.

VIII. cos x dx sin x C.

IX . dx tg x C . cos 2 x

48

X.

 

 

 

dx

ctg x C.

 

 

 

sin 2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

XI.

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

1

 

ln

x a

C

(a 0) .

 

x2 a2

2a

x a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

XII.

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

ln

x

 

x2 k

C.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

XIII.

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

1

arctg

x

C.

 

 

x2 a2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

a

 

 

 

XIV.

 

 

 

dx

 

 

 

 

arcsin

 

x

 

C.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

a2 x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Пискунов Н. С. Дифференциальное и интегральное исчисления / Н.С. Пискунов.- М.: Наука, 1985. Т.1.

2.Данко П.Е. Высшая математика в упражнениях и

задачах / П.Е. Данко, А.Г. Попов, Т.Я. Кожевникова. - М.: Высш. шк., 1986. Ч. 1.

3.Рябушко А.П. и др. Сборник индивидуальных заданий по высшей математике / А.П. Рябушко. - Минск: Высш. шк.,

1990. Ч.1.

4.Каплан И.А. Практические занятия по высшей математике / И.А. Каплан. – Харьков: ХГУ, 1973. Ч. 1, 2.

5.Кузнецов Л.А. Сборник заданий по высшей математике

/Л.А. Кузнецов - М.: Высш. шк., 1994. 172 с.

49

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

1.

Общие рекомендации студенту-заочнику к изучению

 

 

курса высшей математики . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . .

1

2.

Правила выполнения и оформления контрольных работ

3

3.

Программа курса “Высшая математика” для студентов-

 

 

заочников инженерно-технических специальностей. . . .

3

4.

Вопросы для самопроверки к контрольной работе №2. .

5

5.

Контрольная работа №2. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . .

6

6.

Примеры решения задач к контрольной работе №2 . . . .

23

 

Приложение 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . .

45

 

Приложение 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . .

46

 

Библиографический список . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . .

47

50