Учебное пособие 449
.pdf7. a) arcsin3 2x dx;
1 4x2
в) arccosxdx;
1
д) (6x 2 1)3x 2 dx;
8. a) |
x4 |
|
dx; |
4 x |
10 |
||
|
|
|
в) xln(x 3)dx;
д) x 5 3dx; x 5 1
1
9. a) 1 25x2 arctg45x dx;
в) xarctgxdx;
д) x 5 2 dx; x 5 2
10.a) 3lnxx 8 dx;
в) x2e 3xdx;
1
д) x 6 1 3x 6 dx;
б) |
|
|
8x 3 |
|
dx; |
|
|||||||||||
x |
2 |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
5x 6 |
|
|||||||||||
г) |
|
|
|
|
x 9 |
dx; |
|||||||||||
x |
1 (x |
2 |
|
4x 5) |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
е) cos5 3xdx. |
|
||||||||||||||||
б) |
|
|
|
|
|
x 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
dx; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
x2 4x 5 |
|
||||||||||||
г) |
|
|
|
|
1 2x |
|
|
|
|
|
|
|
dx; |
|
|||
(x |
1)(x |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
4) |
|
||||||||||||
е) cos3 4xsin2 4xdx. |
|
||||||||||||||||
б) |
|
|
8x 1 |
|
|
|
dx; |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
x2 x 3 |
|
||||||||||
г) |
|
|
|
|
x2 5 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dx; |
|
||
|
(x 4)(x |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
1) |
|
е) (sin5x cos5x)3dx.
б) |
|
1 |
|
dx; |
|
|
|
|
|||
x2 x 5 |
|||||
|
|
|
|
2x 9
г) (x 7)(x2 4)dx;
е) sin2 7xcos2 7xdx.
9
e2x
11. a) dx; e4x 9
в) xarccosxdx;
1
д) x 9 3x 9 4 dx;
12.a) cos8x56 sin8xdx;
в) xln2 xdx;
д) |
|
|
4 5x 1 |
|
dx; |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
5x 1 4 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
7 |
|
2 ctg4x |
|
|
|||||||
13. a) |
|
|
|
|
|
|
|
dx; |
|||
|
sin |
2 |
4x |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
в) (5x 1)cos4xdx;
1
д) 3x 1(9 43x 1) dx;
3 arcctg8x
14. a) dx;
1 64x2
в) 6x 5 e 7x 1dx;
д) 3x 1dx;
6 x 3
10
б) |
|
4x 1 |
dx; |
||
|
|
|
|||
x2 6x 11 |
|||||
|
|
|
x 4
г) (x 1)(x2 16) dx;
е) sin4 7xcos5 7xdx.
x 1
б) dx; x2 3x 7
3x 11
г) (x 2)(x2 9) dx;
е) sin3(3x/2)dx.
12x 5
б) dx; 3 x x2
2 x
г) (x 5)(x2 16)dx;
е) cos4 6xdx.
x 1
б) dx; x2 7x 13
1 3x
г) (x 3)(x2 1) dx;
е) sin3 xcos2 xdx.
15. a) esin2x cos2xdx;
в) (1 8x)sin 7 6x dx;
1
д) 32x 1(1 62x 1)dx;
1
ex
16. a) dx; x2
в) arctgxdx;
д) 3x x 1dx;
6 x5 3 x2
1
17. a) x ln2 x 64 dx;
в) 4 7x sin(3x 8)dx;
д) |
4x |
1 |
|
dx; |
|
|
|
||
|
25 3 4x 1 |
sin3x
18. a) 5 cos3x 6 dx;
в) 1 7x e3x 1dx;
6x
д) x 4 3x dx;
19. a) |
|
e x |
dx; |
|
e |
2x |
16 |
||
|
|
|
11
1 4x
б) dx; x2 3x 5
2x 1
г) (x 4)(x2 1) dx;
е) |
(sin |
x |
cos |
x |
)3dx. |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||||
б) |
|
|
|
|
3 5x |
|
|
|
dx; |
|
|
|||||||||||
x |
2 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
x 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
г) |
|
|
|
|
|
|
|
13 2x |
dx; |
|||||||||||||
|
(x 6)(x |
2 |
|
9) |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
е) cos4 6xdx. |
|
|
||||||||||||||||||||
б) |
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
dx; |
|
|
||||||||
|
x |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
x 5 |
|
|
||||||||||||||
г) |
|
|
|
|
|
|
|
|
6x 7 |
|
dx; |
|||||||||||
|
(x 2)(x |
2 |
|
36) |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
е) |
cos5(5x/2)dx. |
|
||||||||||||||||||||
б) |
|
|
|
|
|
|
|
6x 5 |
|
|
|
|
|
dx; |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 3x 4 |
|
|
||||||||||||
г) |
|
|
|
|
|
9x 1 |
|
dx; |
|
|
||||||||||||
|
x(x |
2 |
5) |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е) sin2 4xcos3 4xdx.
3x 2
б) dx; x2 4x 7
в) (4x 1)cos 5x 2 dx;
д) |
|
|
x |
1 |
dx; |
||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
x 1 |
|
|
|
|
||||
20. a) |
|
|
|
x2 |
dx; |
||||||
|
x |
6 |
|
||||||||
|
|
|
|
25 |
|
|
|
|
|||
в) x 3 ln xdx; |
|||||||||||
д) |
|
|
|
|
|
|
1 |
4 dx; |
|||
|
|
|
|
|
|
3 |
|
||||
|
|
x 7 |
x 7 |
Задача № 2
г)
е)
б)
г)
е)
x 2
(x2 1)(x 4)
dx;
cos4(2x)dx.
|
|
8x 3 |
|
|
dx; |
|
|
|
|
|
|||
|
x2 x 1 |
|||||
|
|
5x 1 |
|
|
|
dx; |
(x 1)(x2 |
|
|
|
|||
9) |
sin3 x cos2 x dx. 2 2
Вычислить площадь фигуры, ограниченной линиями, за-
данными |
уравнениями. Сделать чертеж. |
||
1. |
у = 4х - х2; |
у=х+2; |
|
2. |
у= х2; |
у= 2х+3; |
|
3. |
у = 2х2; |
у =х/2; |
|
4. |
у = х2 -2х+1; |
у=-х+3; |
|
5. |
у = х2; |
у=3х+4; |
|
6. |
у = 4х - х2; |
у=х+2; |
|
7. |
у = х2/2+2; |
у = х2; |
|
8. |
у = 2х - х2; |
у=-х; |
|
9. |
у = 2х - х2; |
у=х-2; |
|
10. |
у = х2; |
у=-2х+3; |
|
11. |
у =- х2/2; |
у=х-3/2; |
|
12. |
у =4х2; |
у=-х; |
|
|
|
|
12 |
13. |
у =3х2-2; |
у = х2; |
14. |
а) у = х2-х-3; |
у=х; |
15. |
а) у = х2; |
у=-3х+4; |
16. |
а) у =2х2-1; |
у = х2; |
17. |
а) у = 4 - х2; |
у=2х+1; |
18 |
а) у = х2-2х-4; у=х; |
|
19 |
а) у = 3х - х2; |
у=2х; |
20 |
а) у = х2; |
у=-2х+3. |
Задача № 3
Даны: функция z f x, y , точка A x0 , y0 и вектор a . Найти:
1)направление наибольшего возрастания функции z
( т.е. grad z ) в точке А и скорость ее изменения в этом направлении;
2)производную в точке A по направлению вектора a ;
|
3) экстремум функции z = f (x,y). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1. |
z =6x -х2 – у2 - 2 y +7, |
A(1,1), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 3i-4 |
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
а |
|
j |
||||||||||||||||||||||||||||
2. |
z = 2 - 2х2 – x + у + 5 xy, |
A(2,1), |
|
|
|
|
|
|
= 2i – 4 |
|
|
|
|
|
. |
|
||||||||||||||||
|
а |
|
|
j |
||||||||||||||||||||||||||||
3. |
z = х2 |
+ 2 xy – 4 x + 8 y, |
A(3,1), |
|
|
|
|
= 2i– 4 |
|
|
|
|
. |
|
|
|
||||||||||||||||
а |
|
j |
||||||||||||||||||||||||||||||
4. |
z = х2 |
– у2 + 2 xy – 2 x + 2 y, |
A(1, –2), |
|
|
|
|
= 3i+ 4 |
|
|
|
|
. |
|
|
|||||||||||||||||
а |
|
j |
||||||||||||||||||||||||||||||
5. |
z = х2 |
– у2 – 2 xy + 4x + 1, |
A(2, –1), |
|
|
|
= 5i– 12 |
|
|
. |
|
|||||||||||||||||||||
а |
j |
|||||||||||||||||||||||||||||||
6. |
z = 4 |
х2+ у2 + 4 x + 2 y + 6, |
A(2,3), |
|
|
|
|
|
|
|
|
= i+2 |
|
. |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
а |
j |
|||||||||||||||||||||||||||
7. |
z = 5 |
х2+ у2 – 3 xy + 4, |
A(0,2), |
|
|
|
|
|
= 4i+ 3 |
|
. |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
а |
j |
||||||||||||||||||||||||||||
8. |
z = 4 |
х2+ 9 у2 – 4 x – 6 y + 3, |
A(–1, –1), |
|
|
|
|
|
|
= 12 i+5 |
|
. |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
а |
j |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9. |
z = 2х2+ 5 у2 – 4 xy – 8 x + 6, |
A(3,2), |
|
|
|
|
|
а |
|
|
= i + |
|
j |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
10. |
z = 5х2+ 5 у2 + 8xy – 18x – 18 y, A(1,3), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 2i– |
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
а |
|
j |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
11. |
z = 4xy + х2 – 2 у2 - 6x + 6, |
A(0,1), |
|
|
|
|
|
|
= 4i+3 |
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
а |
|
j |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
12. |
z = х2 – у2 + 2xy + 4x, |
A(4,1), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 2i +2 |
|
|
|
|
|
|
. |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
а |
|
|
j |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
13. |
z = ху – х2– 2 у2 + x + 10 y, |
A(2,2), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= i+2 |
|
|
|
|
. |
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
а |
j |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
14. |
z = 3х2+ 3ху + у2 – 6x – 2 y + 1 , |
A(4,3), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 3i– 4 |
|
|
|
|
. |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
j |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
15. |
z = х2 + |
у2 + 3xy – x – 4y + 1, |
A(5,4), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 3i+5 |
|
|
|
. |
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
а |
|
|
j |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
16. |
z = х2 + |
у2 – xy + x + y + 2, |
A(4,6), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= i+3 |
|
. |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
а |
j |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
17. |
z = х2+ 2ху – у2 + 6x – 10 y + 1, |
A(2,1), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 3i+3 |
|
|
. |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
а |
j |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
18. |
z = 3х2+ 3 у2 + 5 xy + x – y + 5, |
A(5,2), |
|
|
|
|
|
|
|
= i+ |
|
. |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
а |
j |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
19. |
z = 4 – 5х2– у2 – 4 xy – 4 x – 2 y, |
A(1,6), |
|
|
|
|
|
= 2 i+ 6 |
|
|
. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
а |
j |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
20. |
z = 3ху – х2– 3 у2 – 6 x + 9y – 4, |
A(2,8), |
|
|
|
= 2 i+ 4 |
|
. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
а |
j |
Задача № 4
Найти частное решение дифференциального уравнения первого порядка, удовлетворяющее начальному условию:
1. |
x2 y xy 1 0, |
y 1 0. |
||
2. |
2x 1 y 4 2y, |
y 0 1. |
||
3. |
1 x2 y xy 1, |
y 0 1. |
||
4. |
xy y ex 0, |
y 1 2. |
||
5. |
1 x2 y 2xy 1 x2 , |
y 0 1. |
||
6. |
y |
y |
x 1 ex , |
y 0 1. |
|
||||
|
|
x 1 |
|
|
7. |
xy y 3e x , |
y 1 1. |
||
|
|
|
|
14 |
8.y ytgx sin xcosx,
9.x2 y xy 1 0,
10.y 2 y 2x3 ,
x
11.y 3y e3x ,
12.x2 y 2xy 3,
13.y 2y xe 2x ,
14.xy y x 1 0,
15.y y e x ,
16.y 4y e2x ,
17.y y e2x ,
18. |
y |
2y |
3x, |
||
|
|||||
|
|
x 1 |
|||
19. |
y yctgx |
1 |
, |
||
|
|||||
|
|
|
|
sin x |
|
20. |
y 3y e5x 2e3x , |
y 0 1.
y 1 2.
y 1 1.
y 0 1. y 1 0. y 0 1. y 1 0. y 0 2. y 0 1. y 0 2.
y 1 0.
y 2.2
y 0 1.
Задача № 5
Найти частное решение линейного неоднородного дифференциального уравнения второго порядка, удовлетворяющее начальным условиям.
1. |
у |
|
5у |
|
10х 3; |
|
у(0) 2; |
|
||||||||
|
|
|
|
у (0) 4. |
||||||||||||
2. |
у |
|
2 |
у |
|
6x |
2 |
6x 2; |
у(0) 1; |
|
||||||
|
|
|
|
у (0) 1. |
||||||||||||
3. |
у |
|
у |
|
2у 3е |
2х |
; |
у(0) 2; |
|
|||||||
|
|
|
|
у (0) 5. |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
|
|
4. |
у |
|
|
2у |
|
|
5х |
|
1; |
|
|
|
|
|
|
у(0) 1; |
у |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(0) 1. |
|||||||||||||||||||||
5. |
у |
|
|
2у |
|
|
у х 9; |
|
|
|
у(0) 1; |
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
у |
(0) 1. |
|||||||||||||||||||||||||
6. |
у |
|
|
9у 8sin 2х; |
|
|
|
|
|
|
у(0) 2; |
у |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(0) 7. |
|||||||||||||||||||||||||
7. |
у |
|
5у |
|
|
2cosх 3sin x; |
у(0) 0; |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
у |
(0) 1. |
||||||||||||||||||||||||||||||
8. |
у |
|
|
у |
|
|
6у 3х |
2 |
|
х 2; |
у(0) 3; |
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
у |
(0) 5. |
|||||||||||||||||||||||||||||
9. |
у |
|
3у |
|
|
5е |
3х |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
у(0) 2; |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
у |
(0) 4. |
|||||||||||||||||||
10. |
|
у |
|
|
|
|
4 |
|
у |
|
5у 5х 4; |
у(0) 0; |
у |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(0) 3. |
|||||||||||||||||||||||||||
11. |
|
у |
|
|
у |
|
2у cosх 3sin x; |
у(0) 1; |
у |
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
(0) 2. |
|||||||||||||||||||||||||||||
12. |
у |
|
|
4 |
у |
|
|
(8х 1)е |
3х |
; |
у(0) 0; |
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
у |
(0) -4. |
|||||||||||||||||||||||||||
13. у |
|
|
у 2sin3х; |
|
|
|
|
|
|
у( ) -1; |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
у ( ) -4. |
|||||||||||||||||||||||||||
14. |
|
|
|
у |
|
|
5у |
|
10х 3; |
|
|
|
у(0) 2; |
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
у |
(0) 4. |
|||||||||||||||||||||||
15. |
|
|
|
у |
|
|
2у |
|
3у 5 3х; |
у(0) 3; |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
у |
(0) 5. |
|||||||||||||||||||||||||||
16. |
|
|
у |
|
2у |
|
6 |
х |
2 |
6х 2; |
у(0) 1; |
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
у |
(0) 1. |
||||||||||||||||||||||||||||
17. |
|
у |
|
|
4 |
у |
|
|
3у |
|
8е |
х |
; |
|
|
у(0) 2; |
у |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(0) 0. |
|||||||||||||||||||||||
18. |
|
|
|
у |
|
|
64у 2sin 4х; |
|
|
у(0) 1; |
|
у |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(0) 4 |
||||||||||||||||||||||||||
19. |
у |
|
6у |
|
|
9у |
2е |
3х |
; |
|
у(0) 1; |
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
у |
(0) -3. |
|||||||||||||||||||||||||
20. |
|
у |
|
|
4 |
|
у |
|
х 3; |
|
|
|
|
|
|
у(0) 1; |
у |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(0) 2. |
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ № 2
Пример 1.(Интегрирование с помощью замены перемен-
ной.)
2 |
|
Найти неопределенный интеграл x ex |
dx . |
Решение. Сделаем замену переменной |
x2 t, тогда |
2xdx dt, x dx 1 dt. Подставляя в подынтегральное выра- 2
жение, получим
16
x e |
x |
2 |
1 |
e |
t |
|
1 |
|
t |
|
|
1 |
x |
2 |
|
dx |
dt |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
e |
|
c |
2 e |
|
c. |
||||||
|
2 |
|
2 |
|
|
||||||||||
Пример 2. Найти интеграл |
|
x 2 |
|
|
dx . |
||||||||||
|
|
||||||||||||||
x2 |
2x 5 |
Решение. Преобразуем подынтегральную функцию, выделив в числителе производную знаменателя. Для этого числи-
тель представим в виде |
|
|
|
|
x 2 (2x 2) |
1 |
1. Тогда |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
x 2 |
|
|
1 |
|
|
|
2(x 1) |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
dx |
|
||||||||||||||
|
|
x2 2x 5 |
2 |
|
|
x2 2x 5 |
x2 2x 5 |
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
В первом интеграле сделаем замену переменной |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
x2 2x 5 t ,2(x 1)dx dt . Получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
1 |
|
2(x 1) |
|
|
|
1 |
1 |
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
dx 2 |
|
|
dt |
|
ln t |
|
|
ln x |
|
2x 5 c . |
||||||||||||||||||||
2 |
x2 2x 5 |
t |
2 |
2 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
Для |
вычисления второго интеграла выделим в знамена- |
|||||||||||||||||||||||||||||||
теле полный квадрат |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
x2 2x 5 x2 2x 1 4 (x 1)2 22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
dx |
|
1 |
|
|
d(x 1) |
21 arctg |
x 1 |
|
C. |
||||||||||||||||||
|
|
|
(x 1) |
2 |
4 |
|
(x 1) |
2 |
4 |
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
||||||||
|
|
|
Окончательно получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x 1 |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
x 2 |
|
dx |
|
1ln(x2 |
2x 5) 1 arctg |
C. |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
x2 |
2x 5 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
Пример 3. (Интегрирование по частям). Найти неопреде- |
||||||||||||||||||||||||||||||||
ленный интеграл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
I = |
xcosxdx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17
Решение. Полагаем u=x; dv=cosxdx, v=sinx, du=dx.. В си-
лу формулы интегрирования по частям udv=uv - vdu,
имеем I =хsinx - sin x dx= хsinx + cosx.
Замечание. В интегралах вида |
xm ln x dx; xm arctgx dx за |
функцию u(x) следует принимать ln x , arctg x, соответственно.
Пример 4. (Интегрирование дробно-рациональной функции). Найти интеграл
I= |
x5 |
2x4 x2 3 |
|||||
|
|
|
|
|
|
dx. |
|
(x 1) |
2 |
(x |
2 |
|
|||
|
|
|
1) |
Метод интегрирования дробно-рациональной функции заключается в разложении данной дроби на сумму многочлена и элементарных дробей и последующем интегрированием каждого слагаемого этого разложения. Рассмотрим эти два этапа решения на нашем примере.
Решение. 1). Подынтегральная функция имеет вид
f (x) P(x) , где P(x) и Q(x) суть многочлены степени 5 и 4,
Q(x)
соответственно: P(x) =x5+2x4-x2+3; Q(x)= (x-1)2(x2+1).
Однако прежде чем искать разложение дроби
f (x) P(x) на сумму элементарных дробей, следует выделить
Q(x)
из данной дроби целую часть (т.е. некоторый многочлен) и правильную дробь т.е. такую дробь, в которой степень числителя меньше степени знаменателя. С этой целью преобразуем знаменатель Q(x) = x4 - 2x3+ 2x 2- 2x +1, после чего разделим многочлен P(x) на многочлен Q(x). Таким образом, получим
f (x) |
P(x) |
6x3 7x2 7x 1 |
|
|||
|
=x+4 + |
|
|
. |
(1) |
|
|
(x 1)2(x2 |
|
||||
|
Q(x) |
1) |
|
Последняя дробь уже является правильной, поскольку степень числителя R(x)= 6x3-7x2+7x-1 меньше степени знамена-
18