ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ

Вопрос 4.1. Интегрирование дробно-линейных иррациональностей.

Определение 4.1. Многочленом двух переменных x и y называется функция вида

ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru .

Конец определения.

Пример 4.1. ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru ‑ многочлен второй степени двух переменных.

Конец примера.

Определение 4.2. Рациональной функцией двух переменных x и y называется отношение двух многочленов:

ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru .

Конец определения.

Пример 4.2.

ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru .

Конец примера.

Определение 4.3. Функция вида

ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru .

называется дробно-линейной иррациональностью, где R рациональная дробь двух переменных.

Конец определения.

Аналогично определяются рациональные функции трех и более переменных.

a) Интеграл вида ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru

вычисляется с помощью подстановки ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru .

Пример 4.3. Вычислить интеграл ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru .

ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru

Конец примера.

б) Интеграл вида

ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru

где ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru , ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru рациональные числа, вычисляется с помощью подстановки ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru , где r ‑ наименьший общий знаменатель дробей ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru .

Пример 4.4.

ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru

Конец примера.

Вопрос 4.2. Интегрирование квадратичных иррациональностей.

а) Интеграл вида ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru

выделением полного квадрата сводится к интегрированию табличных интегралов

ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru или ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru .

Пример 4.5.

ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru

Конец примера.

б) Интеграл вида ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru

вычисляется по методу неопределенных коэффициентов

ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru ,

где ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru ‑ многочлен с неопределенными коэффициентами, - неопределенное число.

Пример 4.6.

ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru .

Дифференцируя по x, получим

ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru ,

или ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru , откуда A=1, =1, и, следовательно,

ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru

Конец примера.

в) Интеграл вида ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru

вычисляется заменой ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru .

Пример 4.7.

ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru

Конец примера.

ЛЕКЦИЯ № 5 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ.

Вопрос 5.1. Интегрирование тригонометрических выражений.

a) Интегралы вида ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru .

1) если ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru ‑ нечетное натуральное число, n ‑ любое вещественное число, то

ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru

2) если ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru ‑ нечетное натуральное число, m ‑ любое вещественное число, то

ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru

Пример 5.1.

ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru

Конец примера.

3) ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru ‑ четные числа. Степени понижаются посредством перехода к двойному аргументу по формулам:

ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru .

Пример 5.2.

ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru

Конец примера.

4) Если ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru , где k ‑ целое число, то делается подстановка ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru или ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru .

Пример 5.3.

ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru .

Конец примера.

5) Если ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru ‑ отрицательное нечетное число, n ‑ целое число, то делается подстановка ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru .

Пример 5.4.

ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru

ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru

Конец примера.

6) Если ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru ‑ отрицательное нечетное число, m - целое число, то делается подстановка ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru .

Пример 5.5.

ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru

Конец примера.

b) Интегралы вида ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru

Для вычисления интегралов используются тригонометрические формулы:

ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru .

Пример 5.6.

ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru

Конец примера.

с) Интегралы вида ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru , где ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru ‑ рациональная функция двух переменных u, v.

I) Универсальная тригонометрическая подстановка

ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru ,

ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru ,

ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru .

Универсальная тригонометрическая подстановка сводит интеграл к интегралу от рациональной функции: ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru .

Пример 5.7.

ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru

Конец примера.

II) Если выполнено равенство ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru , то более подходит подстановка ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru . Тогда получаем

ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru

Эта подстановка сводит интеграл к интегралу от рациональной функции.

Пример 5.8.

ЛЕКЦИЯ № 4 НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ - student2.ru

Конец примера.

Наши рекомендации