Метод интегрирования по частям.
Интегрирование по частям. Пусть и - дифференцируемые функции, тогда .Пример. Вычислить .
Пусть , , , , тогда .
Разложение действительного многочлена на множители.
Теорема. Если и - корни квадратного уравнения, то справедливо следующее разложение .
Пример. Разложить квадратный трехчлен на множители. По теореме Виета определим корни квадратного трехчлена: , откуда , . Итак, .
Разложить многочлен на множители означает представить его в виде произведения многочленов. Для этого используют различные приемы. Рассмотрим некоторые из них.
1.Вынесение общего множителя за скобку:
.
2. Группировка слагаемых:
.
3. Формулы сокращенного умножения: , , ; , ; , .
Теорема. Пусть дан многочлен степени, , . Разложение является для многочлена единственным с точностью до порядка сомножителей.
Разложение рациональной функции на простейшие дроби.
Когда степень многочлена знаменателя дроби равна нулю (т.е. в знаменателе стоит число), дробь является многочленом. По теореме известно, что любой многочлен может быть разложен на множители.
Если степень знаменателя дроби больше нуля и степень числителя меньше степени знаменателя, то дробь можно представить в виде простейших дробей. Если степень числителя больше дроби знаменателя, то необходимо выполнить деление многочлена на многочлен «углом».
Пример. Разложить рациональную функцию на простейшие дроби.
|
|
.
Определим , , и из системы уравнений , . Итак, .
Интегрирование рациональных функций.
Интегрирование рациональных функций сводится к разложению дроби на простейший и проинтегрировав каждое слагаемое.
Пример. .
.
Определим , , и из системы уравнений , . Итак, .
.
Интегрирование простейших иррациональностей.
Рассмотрим случаи, в которых замена переменной позволяет интегралы от иррациональных функций свести к интегралам от рациональных функций.
Обозначим через функцию от переменных и , и некоторых постоянных, которая построена с использованием лишь четырех арифметических действий (сложения, вычитания, умножения и деления). Например, , и т.д.
Рассмотрим интеграл вида . Такие интегралы рационализируются заменой переменной .
Пример. Вычислить .
Пусть , , , , , тогда .
Биномиальный интеграл.
Биномиальным дифференциалом наз-ся выражение , где , и - рациональные числа.
Интеграл от биномиального дифференциала приводится к интегралу от рациональной функции в следующих трех случаях.
Случай 1. Показатель степени - целое число. Тогда интеграл сводится к интегралу от рациональной функции с помощью подстановки , где - общий знаменатель дробей и .
|
|
Случай 2. Число - целое. Тогда сводится к интегралу от рац.функции с помощью подстан. , - знаменатель дроби .
Случай 3. Число - целое. Тогда интеграл рационализируется с помощью подстановки , где - знаменатель дроби .
Пример. Найти интеграл .
Здесь , , - целое число, т.е. имеет место первый случай интегрируемости. Поэтому следует применить подстановку , тогда , и данный интеграл принимает вид
32 . Интегрирование функции .
Рассмотрим интегралы вида . Такие интегралы могут быть сведены к интегралам от рациональных функций заменой переменной , где . Действительно , , , .
Пример. Вычислить .
.
33 . Интегрирование функции , (первая подстановка Эйлера).
Интеграл вида , где рационализируется с помощью первой подстановки Эйлера .
Пример. Найти интеграл .
Здесь , поэтому применим подстановку . Возведем обе части равенства в квадрат , , приведем подобные члены, получим , откуда , .
Подставляя полученные выражения в данный интеграл, имеем
34 . Интегрирование функции , (вторая подстановка Эйлера).
Интеграл вида , где рационализируется с помощью первой подстановки Эйлера .
|
|
Пример. Найти интеграл .
Здесь , поэтому применим подстановку . Возведем обе части равенства в квадрат , , приведем подобные члены, получим , откуда , , .
Подставляя полученные выражения в данный интеграл, имеем Разложим подынтегральную функцию на сумму простейших дробей: , откуда Полагая , находим , при , получим , при имеем , тогда .
Таким образом, получаем
35 . Интегрирование функции , (третья подст.Эйлера).
Интеграл вида , где рационализируется с помощью первой подстановки Эйлера .
Пример. Вычислить .
Здесь , поэтому применим подстановку . Возведем обе части равенства в квадрат , , откуда , , .
Подставляя полученные выражения в интеграл, .
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 106; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!