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

Kretov_vse

.pdf
Скачиваний:
118
Добавлен:
23.03.2016
Размер:
3.26 Mб
Скачать

§ 8.7. àÌÚ„ðËðÓ‚‡ÌË ð‡ÁÌ˚ı ÙÛÌ͈ËÈ

2616. cos2 x sin4 xdx.

2619. sin4 xcos4 xdx.

2622. (1+ 2cosx)2 dx.

2617. sin3 xcos2 xdx.

2620. cos3 x sin5 xdx.

2623. cos5 xdx.

2618. cos7 xdx.

2621. sin4 2x dx.

2624. sindx2x .

2625.

 

dx

 

 

 

.

2626.

 

 

 

dx

 

.

2627.

dx

.

 

 

 

cos

x

sin 9x

cos5x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2628.

sin x +cosx dx.

 

 

2629. sin 3xcosxdx.

 

 

 

 

 

 

 

 

sin 2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2630.

sin 3x sin 5xdx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2631.

sin nx sin mxdx (m + n 0, m n 0).

 

 

 

 

2632.

sin 3x sin xdx.

2633.

sin

5x

π

cosxdx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

2x

 

 

 

 

 

 

 

cos3 xdx

 

 

 

 

sin3 x

 

2634.

sin

 

 

cos

3 dx.

 

2635.

sin2 x .

2636. cos2 x dx.

 

3

 

 

ctg

3

 

 

 

 

 

 

 

 

cos3 x

 

 

 

sin5 x

 

2637.

 

 

xdx.

2638. sin5 x dx.

2639. cos3 x dx.

 

2640.

tg4 xdx.

2641.

 

dx

.

2642.

dx

.

 

sin4 x

1+3cos2 x

 

2643.

 

 

 

 

dx

 

. 2644.

 

 

 

 

dx

 

.

2645.

dx

.

5

+3cosx

 

3sin x + 4cosx

3 +cosx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2646.

tg

5

xdx.

2647.

 

 

 

 

dx

 

.

2648.

1+cosx

dx.

 

2sin x +sin 2x

sin4 x

271

ЙО‡‚‡ VIII. зВУФрВ‰ВОВММ˚И ЛМЪВ„р‡О

2649.

 

dx

 

 

 

.

 

 

 

2650.

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin x cosx

 

 

 

sin x +cosx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2651.

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

. 2652.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

.

3sin2 x +5cos2 x

sin2 x +3sin xcosx cos2 x

2653.

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

.

2654.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

.

 

 

sin2 x 5sin x cosx

8 4sin x +7cosx

 

2655.

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

.

2656.

 

sin xdx

 

 

 

(b 0).

(sin x +cosx)2

b2 +cos2 x

 

 

 

 

 

 

cos5 x

 

 

 

 

 

 

 

 

sin 2x

 

 

 

2659.

e2 x 2ex

2657.

sin3 x dx.

 

2658. cos4 x dx.

 

 

e2 x +1 dx.

 

 

 

e3xdx

 

 

 

 

 

 

 

e4 xdx

 

 

 

 

 

 

 

e3xdx

 

 

 

 

 

ex +1

2660.

 

.

2661. ex 1.

2662.

 

 

 

. 2663. ex 1 dx.

ex + 2

e2 x 1

 

 

 

e3x + 2ex

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3e2 x 4ex

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e5xdx

2664.

 

 

 

 

dx.

2665.

 

 

e2 x + 4

dx.

2666. ex +1.

e2 x +ex +1

 

 

 

cos2xdx

 

 

2668.

 

dx

 

 

2669.

 

 

 

 

 

 

dx

2667.

cos4 x .

 

 

 

.

 

 

 

 

 

.

 

 

cos4 x

 

cosx + 2sin x +3

2670.

1+tgx

 

dx.

 

 

2671. ctg5 xdx.

 

2672.

dx

 

.

sin 2x

 

 

 

1+3sin

2 x

2673.

(3x 1)

x

2

8xdx.

2674.

 

 

3x3 + x2

 

 

dx.

 

x2 +6x +10

2675.

5e2 x 3ex

 

 

dx.

 

 

 

 

2676. (5x +3)

x

2

 

 

+3x +5dx.

ex + 4 e2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2677.

axdx

(a

 

> 0, a 1).

2678. (12x)

3x

2

+8xdx.

a2 x +1

 

 

 

 

2679.

 

6x 10

 

 

 

 

dx.

2680.

 

 

 

2x2 + 4x +1dx.

x

2

17

 

 

 

 

 

 

+5x +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

272

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 8.7. àÌÚ„ðËðÓ‚‡ÌË ð‡ÁÌ˚ı ÙÛÌ͈ËÈ

 

 

arc sin

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2681.

2

 

dx. 2682.

 

dx.

 

 

 

 

 

2 x

 

 

x2 +10x +1

 

 

 

 

 

 

2683.

xarc sin xdx

. 2684.

sin(ln x)dx. 2685.

3 + 2x x

2

dx.

 

1x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2686.

tg3 xdx.

 

 

 

2687. x2arctg(2x +1)dx.

 

 

 

 

 

 

 

2688.

cosmx cosnxdx (m + n 0, m n 0).

 

 

 

 

2689.

ln(cosx)dx

.

2690.

ln(x +

x2 9)

 

dx.

 

 

 

 

sin

2

x

 

 

 

 

 

 

 

x 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2691.

 

dx

 

 

 

 

 

.

2692.

 

 

 

 

dx

. 2693.

 

dx

 

 

.

sin

2 3x

+1

 

3 +sin 5x

cos3x + 2sin 3x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2694.

 

 

 

 

dx

 

 

.

 

2695.

 

dx

 

 

 

.

 

 

 

 

 

cos2x sin 2x + 2

 

2+3cos

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2696.

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2sin2 3x 3cos2 3x +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

273

É Î ‡ ‚ ‡ I X

йикЦСЦгЦззхв азнЦЙкДг

§ 9.1. З˚˜ЛТОВМЛВ УФрВ‰ВОВММУ„У ЛМЪВ„р‡О‡

Определение 1. Пусть на отрезке [a,b] определена функция y = f (x). Отрезок [a,b] разобьем на n частей точками

a = x0 < x1 < x2 <... < xn = b.

В каждом из элементарных от-

резков длины x = xi xi1

(i=1,…,n) произвольным образом

n

выберем точку zi и составим сумму f (zi )xi , которая на-

i=1

зывается интегральной суммой функции y = f (x) в промежутке [a,b]. Обозначим λ длину наибольшего из элементарных отрезков, то есть λ = max xi .

Определенным интегралом от функции y = f (x) на отрезке [a,b] называется предел ее интегральной суммы, когда

число элементарных отрезков неограниченно возрастает, а длина наибольшего из них стремится к нулю:

 

b

n

 

 

f (x)dx =limλ0 f (zi )xi .

(9.1.1)

 

a

i=1

 

Если функция

y = f (x) непрерывна, то предел существует

и конечен.

 

 

Свойства определенного интеграла:

 

1. b

f (x)dx =b

f (t)dt, то есть величина определенного ин-

a

a

 

 

теграла не зависит от обозначения переменной интегрирования.

274

§ 9.1. З˚˜ЛТОВМЛВ УФрВ‰ВОВММУ„У ЛМЪВ„р‡О‡

2.

a

f (x)dx = 0 .

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

3.

b

f (x)dx =− a

f (x)dx .

 

 

 

a

 

b

 

 

 

 

4.

b

f (x)dx =c

f (x)dx + b

f (x)dx, a < c < b .

 

a

a

 

 

c

 

 

5.

b ( f1 (x) ± f2 (x))dx =b

f1 (x)dx ± b

f2 (x)dx .

 

a

 

 

 

a

a

 

6.

b ñ f (x)dx = ñb

f (x)dx .

 

aa

7.Если f (x) g(x) на отрезке [a,b], то

b

f (x)dx bg(x) dx.

a

a

 

8. Если М — наибольшее, а m — наименьшее значение f(x)

на [a, b], то m(b a) b

f (x)dx M (b a).

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

9. b

 

f (x)dx = f (c)(b a), c [a,b] — теорема о среднем.

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.

 

b

f (x)dx

 

b

 

f (x)

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

x

 

 

'

= f (x) .

11. f (t)dt

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

275

ЙО‡‚‡ IX. йФрВ‰ВОВММ˚И ЛМЪВ„р‡О

 

b

 

b

 

 

 

 

12.

f (x)dx = F(x)

= F(b) F(a),

где

a

F (x) = f (x),

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

формула Ньютона — Лейбница.

 

 

 

 

b

β

 

 

 

 

 

13.

f (x)dx = f [ϕ(t)]ϕ' (t)dt, где

x =ϕ(t), a =ϕ(α),

 

a

α

 

 

 

 

 

b=ϕ(β) .

14.b u(x)dv(x) = u(x) v(x) ba b v(x)du(x) — интегриро-

a

a

вание по частям в определенном интеграле.

бДСДзаь

Вычислить определенные интегралы, составив интеграль-

n1

xk = b a

 

ную сумму f (ck )(xk +1 xk ), где xk +1

, ck = xk ,

k =0

n

 

k =0, 1, 2…, n–1, и найдя ее предел:

 

 

2697. b cxdx.

a

2698. b cx2dx.

a

2699. b ex dx.

a

2700. b cxdx.

a

Вычислить интегралы:

 

 

 

 

 

 

2701.

3

(3x2 + x)dx.

2702.

0

 

 

(a + x)2

dx.

 

 

 

 

2

 

 

a

 

a

2703.

1

(ex x)dx.

2704.

+1

(2ex 3x2 )dx.

 

0

 

 

1

 

 

 

2705.

2

(2x + 2x +1)dx.

2706.

1

(2x +ex 3)dx.

 

1

 

 

0

 

 

 

 

276

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 9.1. З˚˜ЛТОВМЛВ УФрВ‰ВОВММУ„У ЛМЪВ„р‡О‡

Число

1

b

f (x)dx называется средним значением

 

 

b a a

 

функции f(x) на отрезке [a;b].

Найти средние значения функций на указанных отрезках: 2707. f(x) = 3x на отрезке [2; 2].

2708.

f (x) = x2

на отрезке [0;1].

 

 

2709.

f (x) = 3x2 + 2x 1 на отрезке [1; 5].

 

2710.

f (x) = 3x

2x +3 на отрезке [0; 2].

 

2711.

Не вычисляя интегралов, установить, какой из инте-

гралов больше:

 

 

 

 

 

а) 1

xdx или 1

x2dx;

б) 2

xdx или 2

x2dx;

0

 

0

 

 

1

1

 

ππ

в) 2

xdx или 2 sin xdx;

г) 1 exdx или 1 ex3 dx;

0

0

0

0

ππ

2

n

2

n+1

2

 

1 x

2

x

dx.

д) sin

 

xdx или sin

 

xdx; е)

 

3

 

dx или 3

 

0

 

0

 

1

 

 

1

 

 

2712. Пусть f(x) — непрерывно монотонная функция на

отрезке [a;b]. Доказать, что b

f (x)dx лежит между (b – a) f(a)

a

 

 

 

 

 

 

и (b – a) f(b).

 

 

 

 

 

 

2713. Доказать, чтоинтеграл 2

dx

больше

1

именьше

1 .

10 + x

 

 

0

 

6

 

5

 

 

 

 

 

 

277

ЙО‡‚‡ IX. йФрВ‰ВОВММ˚И ЛМЪВ„р‡О

Доказать неравенства:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2714. 1 < 1 ex2 dx < e. 2715.

2

< 2

 

 

xdx

 

<

1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

x

+1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2716. 9 <

18

x +1

dx < 9,5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x + 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2717. 2

q

<

0

 

 

 

 

 

 

<1,

( p > 0, q > 0).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x p +1)q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x sin x

 

2

 

 

x

 

 

x

π

 

 

2718. Доказать неравенства

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

и

π

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с помощью их показать, что 1 < 2 sin xdx <

 

π .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2719. Непосредственным возведением в квадрат доказать

неравенства 1+

x

 

x

2

<

 

1+ x <1+

 

x

 

 

при

 

 

 

0 < x < 8

 

и с по-

2

 

 

8

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мощью их дать оценку сверху и снизу интеграла 4

1+ xdx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

Вычислить интегралы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2720. 2

3x2dx.

 

2721. 2 cosxdx.

 

2722. 1

 

 

 

dx

 

.

2723.

27

dx

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3 2

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

0 1+ x

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

x

 

 

1 dx

 

 

 

 

 

0

 

 

 

dx

 

 

π

 

 

 

 

2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

x2

 

 

 

 

2724.

 

. 2725.

 

 

 

 

 

 

. 2726. sin

 

 

 

 

 

dx. 2727.

 

 

 

 

dx.

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

5

x

 

 

 

 

 

 

1 4x

 

9

 

 

π

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

x

 

+1

 

 

0

3x4 +3x2 +1

dx.

 

 

3 2x4

 

5x2 +3

dx.

 

 

 

 

 

 

 

2728.

 

 

x

2

+1

 

 

 

 

2729.

 

 

 

 

x

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

278

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 9.1. З˚˜ЛТОВМЛВ УФрВ‰ВОВММУ„У ЛМЪВ„р‡О‡

2730. 2

x ln xdx.

2731.

πx sin xdx.

2732. 4

 

 

dx

.

1+

2x +1

1

 

 

π

0

 

π

2733. 2 sin x cos2 xdx.

2734. 4

 

 

dx

.

 

 

 

 

 

0

 

0

1+

x

 

 

 

a

 

2737. 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2736. 2

a + x dx.

 

 

xdx

.

 

 

 

2

0

a x

0

 

 

1x

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2739. 2 cosx sin2 xdx.

2740. 1

 

 

dx

 

.

e

x

+e

x

0

 

 

0

 

 

 

 

π

2742.

πsin

4

x

dx.

 

 

0

 

2

 

2745. 1

4 x2 dx.

 

0

 

 

 

 

2743. 2

dx

.

 

0

3 + 2cosx

2746. a

a2 x2 dx.

0

 

 

2735. 1

x

dx.

 

0

x +1

π2

2738. sin x cos2 xdx.

0

2741. ln2

ex 1dx.

0

 

2744. 4

x

x2 +9dx.

0

 

 

2747. 4

x3

x2 +9dx.

0

 

 

Доказать следующие равенства:

2748.

b

f (x)dx = b

f (a +b x)dx.

 

 

a

a

 

 

 

2749.

b

f (x)dx = b

f (x)dx.

 

 

b

b

 

 

 

π

 

π

 

 

2750.

2

f (sin x)dx =2

f (cosx)dx. Использовать это равен-

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

π

π

ство для вычисления интегралов 2 sin2 xdx и 2 cos2 xdx.

 

 

 

 

0

0

 

 

 

 

 

279

ЙО‡‚‡ IX. йФрВ‰ВОВММ˚И ЛМЪВ„р‡О

2751. 1

xm (1x)n dx = 1

xn (1x)m dx.

 

 

 

0

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

2752. Доказать, что для четной функции f(x) справедливы

равенства:

0

f (x)dx = a

f (x)dx =

1

a

f (x)dx.

 

 

 

a

 

0

 

 

 

2

a

 

 

2753. Доказать, что для нечетной функции f(x) справедли-

вы равенства: 0

f (x)dx = −a

f (x)dx, a

f (x)dx = 0. Пока-

 

 

 

a

 

 

0

 

 

 

a

 

 

 

1

 

 

 

 

= 0, 2

 

 

 

 

 

зать, что 2

sin2 x ln 1+ x dx

x3cosk xdx = 0, k > 0.

 

1

 

 

1x

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2754. Доказать равенства:

 

 

 

 

 

 

а) a

cosx f (x2 )dx = 2a cosx f (x2 )dx;

 

 

a

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

б) a

sin x f (cosx)dx = 0;

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) πx f (sin x)dx = π πf (sin x)dx;

 

 

 

0

 

 

 

2 0

 

 

 

 

 

 

 

г) a

f (x)dx = a [ f (x) + f (x)]dx,

где f(x) — непрерыв-

a

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ная функция.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a+ω f (x)dx =

2755. Доказать

справедливость

 

равенства

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

= ωf (x)dx, где f(x) — непрерывная периодическая с перио-

0

дом ω функция.

280

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]