MA2 (864555), страница 2

Файл №864555 MA2 (Лекции) 2 страницаMA2 (864555) страница 22022-01-21СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Ïðîèíòåãðèðóåì c ïîìîùüþ çàìåíûy = cos x.Ñëó÷àé III. Ïóñòü ôóíêöèÿ f π-ïåðèîäè÷íà. Òîãäà âñå îäíî÷ëåíû ìíîãî÷ëåíîâP è Q ÷åòíûõ ñòåïåíåé (èëè âñå íå÷åòíûõ, íî òîãäà äîìíîæèì ÷èñëèòåëü èçíàìåíàòåëü íà cos x).Åñëè çíàìåíàòåëÿ íåò (Q ≡ 1), ïðèìåíÿþò ôîðìóëû ïîíèæåíèÿ ñòåïåíè:cos2 x =1+cos 2x1−cos 2xsin 2x, sin x cos x =., sin2 x =222Âîçìîæíî,ïîíèæåíèå ñòåïåíè ïðèäåòñÿ ïðèìåíèòü íå îäèí ðàç (íàïðèìåð, äëÿRcos4 x dx), íî ìû îáÿçàòåëüíî ïðèäåì ê òîìó, ÷òî â ëþáîì îäíî÷ëåíå áóäåòâñòðå÷àòüñÿ ëèáî êîñèíóñ, ëèáî ñèíóñ â íå÷åòíîé ñòåïåíè (ñëó÷àè I è II).Åñëè æå çíàìåíàòåëü íåòðèâèàëåí, ñëåäóåò ñäåëàòü çàìåíó t = tg x èëè t =ctg x.10Ïðèìåð 3.2.Zdx=sin4 xZ1dx=sin2 x tg2 x cos2 xZcos−2 xd tg x =tg4 x1 + t2t−31dt=−− t−1 + Cn = − ctg3 x − ctg x + Cn .4t33Z=Êîíñòàíòû Cn íåçàâèñèìû, êàæäàÿ ñîîòâåòñòâóåò ñâîåìó èíòåðâàëó (πn; π(n+1)).Îáùèé ñëó÷àé. Åñëè ôóíêöèÿ f (x) íå îáëàäàåò âûøåóïîìÿíóòûìè ñèììåòðèÿìè:f (π − x) ≡ −f (x), f (−x) ≡ −f (x) èëè f (π + x) ≡ f (x),òî èìååòñÿ åùå îäèí ñïîñîá ñâåñòè èíòåãðèðîâàíèå òðèãîíîìåòðè÷åñêîé ôóíêöèè ê èíòåãðèðîâàíèþ ðàöèîíàëüíîé óíèâåðñàëüíàÿ òðèãîíîìåòðè÷åñêàÿ ïîäñòàíîâêà.

Ýòîò ìåòîä ïîäõîäèò äëÿ âñåõ ñëó÷àåâ, íî áîëååx òðóäîåìîê.Íà êàæäîì èíòåðâàëå (2πn − π; 2πn + π) ïîëîæèì t = tg 2 . Òîãäàx = 2πn + 2 arctg t =⇒ dx =sin x =Ïðèìåð 3.3.Zdx=2 + sin xZ2dt;1 + t22t1 − t22t; cos x =; tg x =.21+t1 + t21 − t22dt/(1 + t2 )=2t2+1Z + t2Zdtdt===1 + t2 + t(t + 1/2)2 + 3/4x2 tg + 12(t + 1/2)22√√2+ Cn = √ arctg+ Cn .= √ arctg3333Êîíñòàíòû Cn ñîîòâåòñòâóþò ðàçíûì èíòåðâàëàì (2πn− −π; 2πn + π). Îäíàêîïîäûíòåãðàëüíàÿ ôóíêöèÿ íåïðåðûâíà â òî÷êàõ 2πn+π, ïîýòîìó åå ïåðâîîáðàçíàÿF (x) äîëæíà áûòü íåïðåðûâíà â íèõ.

Çíà÷èò, êîíñòàíòû Cn æåñòêî ñâÿçàíûìåæäó ñîáîé. Âû÷èñëèì F (2πn + π), èñõîäÿ èç íåïðåðûâíîñòè F ñëåâà è ñïðàâà:limx→2πn+π−0limπ2F (x) = √ arctg(+∞) + Cn = √ + Cn ,33−π2F (x) = √ arctg(−∞) + Cn+1 = √ + Cn+1 .332πn2π= Cn + √ =⇒ Cn = C0 + √33x→2πn+π+0.Ñëåäîâàòåëüíî, Cn+1Òåïåðü ðàññìîòðèì äîïîëíèòåëüíûé ïðèåì èíòåãðèðîâàíèÿ òðèãîíîìåòðè÷åñêèõ ôóíêöèé ïðåîáðàçîâàíèå ïðîèçâåäåíèÿ â ñóììó. Îí îñíîâàí íà òðåõ òîæäåñòâàõ:cos x cos y =cos(x − y) + cos(x + y);211cos(x − y) − cos(x + y);2sin(x + y) + sin(x − y)sin x cos y =.2sin x sin y =Ïðèìåð 3.4.Zsin x cos 3x sin 4x dx ==1412ZZ(sin 4x − sin 2x) sin 4x dx =1 − cos 8x − cos 2x + cos 6x dx =sin 8x sin 2x sin 6x 1x−−++ C.=4826Çàäà÷è ïî òåìå ëåêöèè 3Ïðîèíòåãðèðîâàòü ôóíêöèþ, èñïîëüçóÿ çàìåíó y = sin x èëè y = cos x:Z3.1.sin5 x dx.

3.2.Ztg x sin2 x dx. 3.3.Zcos xdx.4 + sin2 xÏðîèíòåãðèðîâàòü ôóíêöèþ, èñïîëüçóÿ ôîðìóëû ïîíèæåíèÿ ñòåïåíè:Z3.4.cos4 x dx. 3.5.Zsin2 x cos2 x dx.Ïðîèíòåãðèðîâàòü ôóíêöèþ, èñïîëüçóÿ çàìåíó t = tg x èëè t = ctg x:Z3.6.Z3tg x dx. 3.7.dx.1 + 3 cos2 xÏðîèíòåãðèðîâàòü ôóíêöèþ, èñïîëüçóÿ çàìåíó t = tg x2 :Z3.8.dx. 3.9.2 sin x + cos xZdx.3 + cos xÏðîèíòåãðèðîâàòü ôóíêöèþ, ïðåîáðàçóÿ ïðîèçâåäåíèå â ñóììó:Z3.10.sin 2x cos 3x dx.ËåêöèÿN o 4.Èíòåãðèðîâàíèå èððàöèîíàëüíûõôóíêöèéËèíåéíûå èððàöèîíàëüíîñòèÔóíêöèè âèäàãäå√k√kx+b√,f (x) =Q x, k x + bP x,è Q(u, v) ìíîãî÷ëåíû, èíòåãðèðóþòñÿ ïðè ïîìîùè çàìåíû.

Òîãäà x = tk − b, dx = ktk−1 dt, è èíòåãðàë ïðèìåò âèäP (u, v)x+bZZf (x)dx =t =ZP tk − b, t k−1P1 (t)ktdt=dt,Q (tk − b, t)Q1 (t)ãäå P1 (t) è Q1 (t) ìíîãî÷ëåíû. Ïîëó÷èëñÿ èíòåãðàë îò ðàöèîíàëüíîé ôóíêöèè.Ïðèìåð 4.1.√ . Ïîñêîëüêó ïðèñóòñòâóþò êîðíè 2-é è 3-éÂû÷èñëèòü èíòåãðàë √x dx+ x√ñòåïåíåé, çäåñü íàäî âçÿòü t = x, òîãäà x = t6 , dx = 6t5 dt.Z36Z√ZZ 3dx6t5 dtt dt√=6==t 3 + t2t+1x+ 3xZ1= 6 t2 − t + 1 −dt = 2t3 − 3t2 + 6t − 6 ln |t + 1| + C =t+1√√√√= 2 x − 3 3 x + 6 6 x − 6 ln( 6 x + 1) + C.Êâàäðàòè÷íûå èððàöèîíàëüíîñòèÐàññìîòðèì ôóíêöèè âèäà pP x, ±(x2 + px + q),f (x) = pQ x, ±(x2 + px + q)(3)ãäå P (u, v) è Q(u, v) ìíîãî÷ëåíû. Íà÷íåì ñ íàèáîëåå ïðîñòûõ ñëó÷àåâ.Ñëó÷àé I.

Ïóñòü f (x) = p±(xP2 +(x)px + q) , ãäå P (x) ìíîãî÷ëåí. Èíòåãðàë ìîæíîíàéòè â âèäåZZpf (x)dx = R(x) ±(x2 + px + q) + pk dx±(x2 + px + q)13,(4)ãäå R(x) ìíîãî÷ëåí ìåíüøåé ñòåïåíè, ÷åì P (x). Åãî íàõîäÿò ìåòîäîì íåîïðåäåëåííûõ êîýôôèöèåíòîâ, ïðîäèôôåðåíöèðîâàâ îáå ÷àñòè (4) è âû÷èñëÿÿ êîýôôèöèåíòûR(x) ïîñëåäîâàòåëüíî îò ñòàðøåãî ê ìëàäøèì.Ïðèìåð 4.2.Z px2 + 1 dx =Zx2 + 1√dx =x2 + 1Zpdx2.= (Ax + B) x + 1 + k √x2 + 1Çäåñü deg P =√2 =⇒ deg R 6 1. Ïðîäèôôåðåíöèðîâàâ ëåâóþ è ïðàâóþ ÷àñòè èäîìíîæèâ íà x2 + 1, ïîëó÷àåì1x2 + 1 = A(x2 + 1) + (Ax + B)2x + k = 2Ax2 + Bx + A + k,2ñëåäîâàòåëüíî,= 0, k = 1/2.Z p A = 1/2, B ppxÎòâåò: x2 + 1 dx = 2 x2 + 1 + 12 lnx + x2 + 1 + C .Ñëó÷àé II.

Ïóñòü f (x) = x2=⇒ dx = −dt/tZxm√è ïîëó÷èìdx=ax2 + bx + cZm√√,1m∈N+ bx + cax2. Ñäåëàåì ïîäñòàíîâêó x = 1/t−tm−2 dt=at−2 + bt−1 + cZ=−sign t · tm−1 dt√.a + bt + ct2Òàêèì îáðàçîì, ïðè c 6= 0 ìû ïðèøëè ê ñëó÷àþ I, à ïðè c = 0 ê ëèíåéíîéèððàöèîíàëüíîñòè.III. Îáùèé ñëó÷àé. Ëèíåéíîé çàìåíîé y = x + p/2 âûðàæåíèå (3) ñâîäèòñÿ êâèäó 2pa − y 2 (IIIa)P y, Z(y)pg(y) = , ãäå Z(y) = y 2 + a2 (IIIá)Q y, Z(y)y 2 − a2 (IIIâ)Ðàññìîòðèì ýòè òðè ïîäñëó÷àÿ.(IIIa). Îáëàñòü îïðåäåëåíèÿ pa2 − y2 îòðåçîê [−a; a]p.Ïîäñòàíîâêà: y = a sin t, |t| 6 π/2. Òîãäà dy = a cos t dt, a2 − y2 = a cos t.

Ïîëó÷àåìpZZP y,Z(y)p dy =Q y, Z(y)P (a sin t, a cos t) a cos tdt,Q (a sin t, a cos t)òàêèå èíòåãðàëû áûëè èçó÷åíû íà ëåêöèè 3. Íàêîíåö, âûðàæàåì t ÷åðåç y: t =arcsin(y/a).14Ïðèìåð 4.3.ïóñòüZ p3R2 − x2 dx =x = R sin t, |t| 6 π/2ZZR4= (R cos t)3 R cos t dt =(1 + cos 2t)2 dt =4Z1 + cos 4tR4 sin 4t R4=1 + 2 cos 2t +dt =3t + 2 sin 2t +.4284xt = arcsinR√ x 222R2 − 2x22x R − xsin 2t =, cos 2t = 1 − 2=2RRR2√4x R2 − x2 (R2 − 2x2 ).sin 4t =R4Îñòàëîñü ïîäñòàâèòü â ýòî âûðàæåíèå,è(IIIá). Îáëàñòü îïðåäåëåíèÿ py âñÿ îñü R. Ìîæíî ñâåñòè ê èíòåãðàëóîò òðèãîíîìåòðè÷åñêîé ôóíêöèè ïîäñòàíîâêîé2+ a2y = a tg t =⇒ dy =a dt;cos2 tpy 2 + a2 =acos tèëè ñðàçó ïðèéòè ê èíòåãðàëóðàöèîíàëüíîé ôóíêöèè, ñäåëàâ ïåðâóþ ïîäñòàíîâêóa1Ýéëåðà (ðèñ.

À): y = 2 t − t , t > 0. Òîãäà1a1 + 2 dt,dy =2tpa1y 2 + a2 =t+,2tt=y+py 2 + a2.aÏðèìåð 4.4.Çäåñü ñäåëàåì ïîäñòàíîâêó x = 2 tg t; dx = 2 dt/ cos2 t.Zdx=(4 + x2 )3/2ZZcos3 t 2 dtcos tsin t=dt =+C =28 cos t441xxxx+ C.= sin arctg + C = cos arctg + C = √42824 4 + x215Ïðèìåð 4.5.Çäåñü ñëåäóåò ïðèìåíèòü ïåðâóþ ïîäñòàíîâêó Ýéëåðà x = 12Zdx√=1 + 1 + x2(t2 + 1)dt=t(t + 1)2Z=Zt−,.1t>0t1(1 + t−2 )dt2=11 + (t + t−1 )2Z122−dt=lnt++C√t(t + 1)2t+1t=x+ 1+x2 .py 2 − a2(−∞; −a] [a; +∞)(IIIâ). Îáëàñòü îïðåäåëåíèÿ äâà ëó÷àè. Ìîæíîñâåñòè ê èíòåãðàëó îò òðèãîíîìåòðè÷åñêîé ôóíêöèè, ñäåëàâ ïîäñòàíîâêóy=aa sin t dt p 2=⇒ dy =;y − a2 = a tg t.cos tcos2 tÊðîìå òîãî, ìîæíî ñðàçó ñâåñòè ê ðàöèîíàëüíîé ôóíêöèè, ñäåëàâ âòîðóþ ïîäñòàíîâêó Ýéëåðà (ðèñ.

Á):y=1a1 pa at+, |t| > 1; dy =1 − 2 dt, y 2 − a2 = t −2t2t2Íî çäåñü âûðàæåíèå t ÷åðåç y ìåíåå óäîáíî:1 .tpy + sign y y 2 − a2.t=aÏðèìåð 4.6.Ïóñòü x > 0. Cäåëàåì ïîäñòàíîâêó x = 1/ cos t, ãäå 0 6 6 t < π/2; ñîîòâåòñòâåííî dx = sin t dt/cos2 t:Z √x2 − 1dx =xÔóíêöèè âèäàZZtg t sin t dt=tg2 t dt =cos−1 t cos2 tZp11=−1dt=tgt−t+C=x2 − 1 − arccos + C.cos2 txÄðîáíî-ëèíåéíûå èððàöèîíàëüíîñòèrax + bP x,αx + βf (x) = r,ax + bQ x, kαx + β a b 6= 0∆=α β kãäå P (u, v) è Q(u, v) ìíîãî÷ëåíû,çàìåíû t =skax + bαx + β.16, èíòåãðèðóþòñÿ c ïîìîùüþÂûðàçèì x ÷åðåç t:tk =ax + bβtk − b=⇒ αtk x + βtk − ax − b = 0 =⇒ x =;αx + βa − αtkdx =k∆ tk−1 dt.(αtk − a)2Ïîëó÷àåì èíòåãðàë ðàöèîíàëüíîé ôóíêöèè:βtk − bZZP, t tk−1a − αtkdt.f (x)dx = k∆ kβt − bk2, t (αt − a)Qa − αtkÂïðî÷åì, ïðè k = 2 ìîæíî ñâåñòè äðîáíî-ëèíåéíóþ èððàöèîíàëüíîñòü ê êâàäðàòè÷íîé, íàïðèìåð,r|x + 2|x+2x+2.=p= sign(x + 2) px−1(x + 2)(x − 1)(x + 2)(x − 1)Èíòåãðàëüíûé áèíîìÅñëè ìû õîòèì ïðîèíòåãðèðîâàòü ôóíêöèþ âèäàf (x) = xp√nkxq + a ,ãäå k, n ∈ N, p, q ∈√Q, òî âîçìîæíû òðè ñëó÷àÿ:1) çàìåíà y = √xq + a ñâåäåò ê èíòåãðàëó îò ðàöèîíàëüíîé ôóíêöèè;2) çàìåíà y = 1 + ax−q ñâåäåò ê èíòåãðàëó îò ðàöèîíàëüíîé ôóíêöèè;3) åñëè íè òà, íè äðóãàÿ çàìåíà íå ïðèâîäèò ê öåëè, òî èíòåãðàë íåáåðóùèéñÿ.Êàê ïðèìåð äëÿ ñëó÷àÿ 1) ïðåäëàãàåòñÿ çàäà÷à 4.9.nnÇàäà÷è ïî òåìå ëåêöèè 4Ïðîèíòåãðèðîâàòü ëèíåéíûå èððàöèîíàëüíîñòè:Z4.1.√xdx.

4.2.x+1Zdx√ dx.x+ xÏðîèíòåãðèðîâàòü êâàäðàòè÷íûå èððàöèîíàëüíîñòè ìåòîäîì íåîïðåäåëåííûõêîýôôèöèåíòîâ:Z4.3.√17 − 2x2dx. 4.4.5 + 4x − x217Z2x2 − x√dx.x2 − 4Ïðîèíòåãðèðîâàòü êâàäðàòè÷íûå èððàöèîíàëüíîñòè ñ ïîìîùüþ ïîäõîäÿùèõçàìåí ïåðåìåííûõ:Z4.5.Z4.7.2xpx2Z− 1 dx. 4.6.dx√dx. 4.8.1 + 2x − x2Âû÷èñëèòü èíòåãðàëüíûå áèíîìû:Z4.9.Z(x2 + 1)3/2 dx.4dx√dx.x + x2 + 4x(ðåøåíèå ñì. â ïðèìåðå 10.1).1p1 + x−4 dxxZp34.10.

x5 x3 + 1 dx.ËåêöèÿN o 5.Èíòåãðàë ÐèìàíàÏóñòü ôóíêöèÿ f îïðåäåëåíà íà îòðåçêå [a; b].Îïðåäåëåíèå5.1. Ðàçáèåíèåì îòðåçêà [a; b] íàçûâàåòñÿ íàáîð òàêèõ òî÷åê{ai }ni=0 , n ∈ N, ÷òîa = ao < a1 < a2 < . . . < an = b.Äèàìåòð ðàçáèåíèÿ diam{a } = max(a − a ).Îïðåäåëåíèå 5.2. Ðàçáèåíèå {b } íàçûâàåòñÿ èçìåëü÷åíèåì ðàçáèåíèÿ {a } ,niii=1i−1mj j=0åñëè {ai }ni=0 ⊂ {bj }mj=0 , ò.å.ni i=0∀i ∈ {0, .

Характеристики

Тип файла
PDF-файл
Размер
524,55 Kb
Материал
Тип материала
Высшее учебное заведение

Список файлов лекций

Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6366
Авторов
на СтудИзбе
310
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее