Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ

Вопросы:

1. Первообразная функции.

2. Свойства неопределенного интеграла.

3. Интегралы основных элементарных функций.

4. Непосредственное интегрирование.

5. Метод замены переменной (метод подстановки).

6. Интегрирование по частям

Первообразная функции

Основной задачей дифференциального исчисления является нахождение производной или дифференциала данной функции.

Интегральное счисление решает обратную задачу – нахождение самой функции по ее производной или дифференциалу.

Опр.: Функция Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru называется первообразной функцией для функции Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru на промежутке Х, если в каждой точке х этого промежутка

Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

Например:

1) Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru является первообразной для функции Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru , т.к.

Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

2. Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru на промежутке Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru для Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru , т.е.

Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

Исходя из геометрического смысла производной: Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru – угловой коэффициент касательной к кривой Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru в точке х

Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru Значит, найти первообразную для Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru – найти такую кривую Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru , что угловой коэффициент касательной к ней в произвольной точке х равен значению Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru заданной функции в этой точке

 
  Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

Следует заметить, что для заданной функции Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru ее первообразная определена неоднозначно.

Например:

Функции Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru , Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru и вообще функции Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru , где С – некоторое действительное число, являются первообразными для функции

Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

В общем случае, если Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru – некоторая первообразная для Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru , то поскольку

Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

функции вида Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru , где С – произвольное число так же являются первообразными для Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru .

Геометрически это означает, что если найдена одна кривая Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru , удовлетворяющая условию Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru , то сдвигая ее вдоль оси Оу, мы вновь получаем кривые, удовлетворяющие указанному условию (поскольку такой сдвиг не меняет углового коэффициента касательной).

Опр.: Совокупность всех первообразных для функции Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru на промежутке Х называется неопределенным интегралом от функции Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru .

Обозначение: Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru – знак интеграла

х – переменная интегрирования

Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru – подинтегральная функция

Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru – подинтегральное выражение

Пример:

1) Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

2) Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

Операция нахождения неопределенного интеграла от некоторой функции называется интегрирование функции (обратная к операции дифференцирования).

Свойства неопределенного интеграла

1. Производная от неопределенного интеграла равна подинтегральной функции

Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

2. Дифференциал неопределенного интеграла равен подинтегральному выражению

Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

По определению дифференциала и свойству 1:

Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

3. Неопределенный интеграл от дифференциала некоторой функции равен этой функции с точностью до постоянного слагаемого, т.е.

Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

Доказательство:

Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

4. Постоянный множитель можно выносить за знак интеграла, т.е.

Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

5. Интеграл от алгебраической суммы двух функций равен такой же сумме интегралов от этих функций, т.е.

Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

Таблица интегралов основных элементарных функций

1. Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

2. Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

3. Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

4. Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

5. Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

6. Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

7. Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

8. Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

9. Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

10. Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

11. Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

Справедливость приведенных формул проверяется дифференцированием:

Пример:

Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

Примеры:

1. Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

2. Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

3. Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

4. Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

5. Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

6. Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

7. Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

Лекция 4. ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ - student2.ru

Наши рекомендации