Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2009-01.doc
Скачиваний:
22
Добавлен:
05.09.2019
Размер:
3.21 Mб
Скачать

2.8 Интегрирование иррациональных функций

2.8.1 Интеграл вида , где – рациональная функция

Подынтегральная функция с помощью подстановки , , где – наименьший общий знаменатель дробей , преобразуется в рациональную функцию от .

Пример 33. Найти интеграл .

Решение. Сделаем подстановку , где 6 – наименьший общий знаменатель дробей , ; найдем . Тогда

.

Под знаком интеграла – неправильная рациональная дробь. Путем деления числителя на знаменатель выделим целую часть и представим дробь в виде суммы целой части и правильной рациональной дроби:

Итак, .

Тогда

2.8.2 Интеграл вида

Данный интеграл сводится к интегралу от рациональной функции с помощью подстановки , где – наименьший общий знаменатель дробей . Из данного равенства следует выразить и найти .

Пример 34. Найти интеграл .

Решение. Сделаем подстановку . Выразим из данного равенства :

, ,

, .

Найдем :

Подставим в интеграл и получим

к данному интегралу применяем метод интегрирования по частям: , тогда

вернемся к старой переменной

2.8.3 Интегралы вида , , ,

В данных интегралах используют тригонометрические подстановки.

2.8.3.1 ,

, ,

.

Пример 35. Найти интеграл .

Решение. Сделаем подстановку , , , получим

2.8.3.2 ,

, , , .

Пример 36. Найти интеграл .

Решение. Сделаем подстановку , , , . Тогда

.

2.8.3.3 ,

, , , .

Пример 37. Найти интеграл .

Решение. Сделаем подстановку , , , , получим

3 Определенный интеграл

3.1 Понятие определенного интеграла

Пусть на отрезке задана непрерывная функция (рисунок 1).

Рисунок 1 – График функции

Разобьем отрезок произвольным образом на частей точками , , , …, , причем . Длину частичного отрезка разбиения обозначим через , то есть . В каждом частичном отрезке произвольным образом выберем точку и найдем значение функции в каждой точке:

, , …, , …, .

Составим сумму

(15)

Данная сумма называется интегральной суммой для функции на отрезке .

Пусть – длина наибольшего частичного отрезка разбиения: . Найдем предел интегральной суммы при :

.

Определение 7. Если интегральная сумма имеет предел , который не зависит ни от способа разбиения отрезка на частичные отрезки, ни от выбора точек в них, то этот предел называют определенным интегралом от функции на отрезке и обозначают .

Таким образом,

, (16)

где – нижний предел интегрирования;

– верхний предел интегрирования;

– подынтегральная функция;

– подынтегральное выражение;

– переменная интегрирования;

– отрезок интегрирования.

Теорема Коши. Если функция непрерывна на отрезке , то определенный интеграл существует.

3.2 Геометрический смысл определенного интеграла

Определение 8. Фигура, ограниченная сверху графиком неотри-цательной функции , снизу – осью , справа и слева – прямыми и , называется криволинейной трапецией (рисунок 2).

Рисунок 2 – Геометрическая иллюстрация определенного интеграла

Определенный интеграл от неотрицательной функции численно равен площади криволинейной трапеции.

. (17)

В этом и состоит геометрический смысл определенного интеграла.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]