Интегрирование функции https://yukhym.com/ru/integrirovanie-funktsii.html Thu, 02 May 2024 00:39:51 +0300 Yukhym Comunity - the full lessons for schoolboys and students! ru-ru [email protected] (YukhymComunity) Примеры интегрирования функций https://yukhym.com/ru/integrirovanie-funktsii/primery-integrirovaniya-funktsij.html https://yukhym.com/ru/integrirovanie-funktsii/primery-integrirovaniya-funktsij.html Ниже приведены примеры интегрирования, каторые охватывают значительную часть разнообразных способов нахождения неопределенного интеграла. Такого типа примеры интегрирования функций Вы чаще всего увидите на 1,2 курсах учебы из высшей математики. Ниже приведены ответы одновременно и объясняют методику взятия интегралов, и служат инструкцией по их вычислению. Чтобы сэкономить время и место самих условий до примеров мы не выписывали.

Пример 1. Если бы перед интегралом имели множителем "икс", то его можно было бы внести под дифференциал и провести замену переменных.
Однако интеграл более сложен, потому выражения в скобках подносим к кубу, а дальше выполняем интегрирование каждого из слагаемых.
интегрирования


Пример 2. Задана дробная функция в знаменателе которой содержится иррациональность. Чтобы от нее избавиться функцию под корнем обозначим за новую переменную, дальше находим ее дифференциал и подставляем в интеграл. После незначительных манипуляций с показателями вычисляем интеграл, и вместо переменной подставляем выполненную замену.
замена переменных под интегралом


Пример 3. Кто часто вычисляет интегралы или хорошо знает теорию интегралов, то в этом и подобных заданиях за новую переменную выбирает логарифм. При дифференцировании логарифма получаем единицу разделенную на "икс", который значительно упрощает дальнейшее интегрирование.
Напоследок не забывайте в примерах на замену переменных перейти к начальной переменной "икс".
замена переменных под интегралом


Пример 4. Выполняем интегрирование частями, для этого синус вносим под дифференциал
интегрирования частями
После первого раза опять получим интеграл, который вычисляем интегрированием частями.
интегрирования частями


Пример 5. Имеем задание под правило интегрирования частями u*dv. За переменную выбираем экспоненту, а синус вносим под дифференциал.
интегрирования частями
После повторного интегрирования частями придем к рекуррентной формуле, из которой и определяем интеграл.
рекуррентная формула в интегрировании


Пример 6. В этом интеграле квадратный трехчлен, который стоит в знаменателе надо возвести к сумме или разнице квадратов.
интегрирования функции
Дальше за формулами интегрирования получим арктангенс.
интеграл равен арктангенсу


Пример 7. Интегрирование произведения тригонометрических функций дается не всем студентам, и здесь нужно учитывать как степени, так и сам вид функций.
В этом примере один косинус нужно внести под дифференциал и свести задание к интегрированию функции от синуса.
интеграл от тригонометрических функций

Сам интеграл не сложен и находится по правилу степенных функций .


Пример 8. Если имеем синусы или косинусы в показателях больше единицы, то за тригонометрическими формулами их надо расписать вплоть до первой степени. Дальше применяют формулы интегрирования синусов или косинусов.
интегрирования синуса
интегрирования косинуса


Пример 9. Чтобы найти интеграл от дробной функции сначала разделим числитель на знаменатель, и полученную в остатке дробь распишем на самые простые дроби. После этого, используя формулы интегрирования, вычисляем значение каждого из интегралов.
интегрирования дробной функции


Пример 10. Имеем интеграл от дробной функции
интеграл
Записываем ее через самые простые дроби первого и второго типов.
расписание на простые дроби
Дальше возводим дроби под общий знаменатель и из условия равенства числителей складываем систему линейных уравнений для вычисления неизвестных постоянных.
возведения под общий знаменатель
система линейных уравнений
После ее решения возвращаемся к дроби, подставляем сталые и выполняем интегрирование.
интегрирования дробей


Пример 11. Имеем интеграл от дробной иррациональной функции. Для раскрытия иррациональности выполняем следующую замену переменных под интегралом
интегрирования ирраціональных функций
В результате придем к дробной рациональной функции под интегралом, которую расписав на простые дроби легко проинтегрировать.


Пример 12. В этом задании чтобы избавиться иррациональности под интегралом необходимо использовать одну известную схему.
Она заключается в том, что проведя следующую замену переменных придем к рациональной функции от косинуса.
замена переменных под интегралом
интегрирования
После интегрирования возвращаемся к выполненной замене и на этом вычислению можно завершить.
Однако, если иметь под рукой тригонометрические формулы то ответ можно упростить и записать в более компактном виде.
превращения функции
превращения функции


Пример 13. Имеем в знаменателе рациональную функцию от косинуса и синуса. Такие интегралы следует находить через универсальную тригонометрическую замену t=tg (x/2)
универсальная тригонометрическая замена
После подстановки формул синус и косинуса через тангенс половины кута подинтегральная функция превратится к дробной, в знаменателе которой будем иметь квадратный трехчлен. Его возводим к квадрату выражения, которое содержит переменную и интегрируем по правилу степенных функций .
интегрирования
После интегрирования не забываем, что наше t=tg (x/2) и подставляем его в формулу интеграла.


На этом подборка примеров завершается, больше примеров Вы найдете в категории интегрирования.
Для увеличения базы готовых интегралов присылайте интересные примеры на [email protected] или заказывайте у нас решение контрольных и расчетных работ.

]]>
[email protected] (Yukhym Roman) Интегрирование Sun, 06 Jan 2019 14:36:00 +0200
Интегрирование методом замены переменных https://yukhym.com/ru/integrirovanie-funktsii/integrirovanie-metodom-zameny-peremennykh.html https://yukhym.com/ru/integrirovanie-funktsii/integrirovanie-metodom-zameny-peremennykh.html Примеры на интегрирование с использованием правила замены переменных под интегралом изучают студенты 1, 2 курсов. Это в основном задачи для математиков, экономистов, статистов, физиков, химиков. Данные примеры задавали на контрольной работе в ЛНУ им. И. Франка. Чтобы формулы в задачах и ответах не повторялись сами задания выписывать не будем. Всем и так известно, что в задачах нужно или "Найти интеграл", или "Вычислить интеграл".


Пример 1. Нужно найти интеграл от дробной иррациональной функции. Для этого сначала корни превратим в показатели
интеграл
Далее в числителе возведем дужку к квадрату. Остается разделить числитель на знаменатель и по правилу суммы проинтегрировать каждое из слагаемых.
интегрирование
В результате интеграл примет значение
упрощение


Пример 2. Вычисляем интеграл от произведения показательной функции на экспоненту. Для этого оба множителя вносим под общий степень и применяем формулуинтегрирования


Пример 3. Для нахождения интеграла под корнем выполним преобразования, которые позволят получить при переменной коэффициент единицу. Это удобно для прямого применения табличной формулы
интегрирование
арксинус
Поскольку имеем дело с неопределенными интегралами то следует не забывать добавить в конце постоянную.

Замена переменных под интегралом

Пример 4. Для вычисления интеграла обозначим дужку в знаменателе за новую переменную. Далее найдем dx и подставим в интеграл
замена переменных под интегралом
интегрирование
В конце не забываем вернуться к замене, которую делали в начале.


Пример 5. Для вычисления интеграла от дроби тригонометрических функций следует выполнить следующую замену. Ее трудно заметить, однако производная от котангенса равна минус единицы разделенной на синус в квадрате, то есть знаменателе дроби. Таким образом интеграл преобразуем к следующему
замена переменных под интегралом
интеграл
После интегрирования подставляем сделанную замену.


Пример 6. Нужно найти интеграл от экспоненты умноженной на иррациональную функцию от экспоненты. Для упрощения возьмем выражение под корнем за новую переменную и найдем остальные необходимых для интегрирования величины.
замена переменных под интегралом
После интегрирования возвращаемся к замене.
интегрирование


Пример 7. На вид сложный интеграл имеет простое решение. Все что для Вас создает трудности при интегрировании отмечайте за новую переменную. В этом задании особенность вносит функция под синусом. Ее и обозначим за u, и найдем дифференциал du
замена переменных под интегралом
Интеграл упростится до табличного значения, после его нахождения выполняем замену переменных.
интегрирование


Как только Вы изучите приведенные схемы интегрирование и сможете самостоятельно найти подобные интегралы - тогда контрольная работа не будет для Вас чем то сложным в обучении. Если в обучении встречаются сложные интегралы, которые Вы не в силах решить, помните - мы всегда готовы оказать помощь. Это предложение актуально как для студентов стационарной формы обучения, так и для заочников и школьников. Те кто заочно учатся получают очень слабую теоретическую базу для понимания всей силы формул интегрирования.

Готовые решения контрольной по интегрированию

]]>
[email protected] (Yukhym Roman) Интегрирование Sat, 11 Jul 2015 04:43:35 +0300
Интегралы от рациональных дробей https://yukhym.com/ru/integrirovanie-funktsii/integraly-ot-ratsionalnykh-drobej.html https://yukhym.com/ru/integrirovanie-funktsii/integraly-ot-ratsionalnykh-drobej.html Примеры на интегрирование функций взято из материалов контрольной работы которую задавали студентам экономических факультетов. Для экономии Вашего времени сами условия заданий не выписывали, везде нужно или "Найти неопределенный интеграл" или "Вычислить интеграл". Текста в комментариях к каждому заданию ровно столько, сколько нужно Вам для усвоения материала и изучение методики и схем интегрирования.

Интегрирование рациональных дробей

Пример 15. Сначала раскладываем знаменатель на простые множители
интеграл
В результате функция под интеграл сведется к простейшим дробям с неизвестными постоянными.
расписание функции на простые дроби
Для их вычисления сводим слагаемые под общий знаменатель
сведения под общий знаменатель
При равных знаменателях расписываем и приравниваем коэффициенты при одинаковых степенях "икс" по обе стороны знака равенства.
числитель дроби
В результате получим систему линейных алгебраических уравнений (СЛАУ) для вычисления постоянных A, B, C
система линейных уравнений
Решение СЛАУ можете находить методом Крамера если большинство коэффициентов ненулевые, или методом Гаусса в противном случае. При известных постоянных переходим к интегрированию.
интегрирования рациональной дроби
Пример 16. Знаменатель дроби раскладываем на простые множители. Один из корней находим среди делителей свободного члена (4={4;-4;2;-2;1;-1}).
интеграл от дроби
Раскладываем дробь на слагаемые с неизвестными постоянными
расписание на простые дроби
Далее сводим под общий знаменатель
сведение к общему знаменателю дробей
и после раскрытия скобок в числителе группируем слагаемые
числитель дроби
Далее составляем систему уравнений и вычисляем коэффициенты
СЛАУ и решение
Постоянные подставляем в интеграл и находим его значение
интегрирования рациональной дроби

Методика возведения под табличные интегралы

Пример 17. В данном задании необходимо в числителе дробной функции выделить множитель, который получим при расписании знаменателя к разнице или сумме квадратов. Далее его вносим под дифференциал и интегрируем
интегрирования квадратных трехчленов
интегрування
Здесь пропущено переход от последнего интеграла к арктангенсу, поэтому попробуйте преобразовать самостоятельно. Практическая работа никому еще не повредила, а многих даже изменила в лучшую сторону.
Пример 18. Чтобы избавиться от иррациональности в числителе введем степенную замену переменных. При этом интеграл разложится на две слагаемые, которые имеют простой для интегрирования вид
замена переменных под интегралом
Если посмотреть на ответ то виглидит все просто и понятно, но как только приходится иметь дело с подобным заданием самостоятельно сразу руки опускаются и все знания куда-то исчезают. Чтобы такого не было решайте аналогичные примеры самостоятельно. Их можно придумать на основе этих примеров, или поискать например в Демидовича.
Пример 19. В знаменателе имеем иррациональную функцию, поэтому чтобы ее раскрыть за новую переменную выбираем такую, чтобы при ее подстановке не иметь корней. В результате замены интеграл сведется к табличной формуле
иинтегрирование
интегрирование
После интегрирования возвращаемся к выполненной замене.
Остальные ответы в следующих материалах. Помните что такого рода примеры задают на контрольной или тестах и внимательно разбирайте ответы к заданиям.

Готовые решения контрольных с интегрирования

]]>
[email protected] (Yukhym Roman) Интегрирование Sat, 11 Jul 2015 04:42:55 +0300
Примеры интегрирования по частям https://yukhym.com/ru/integrirovanie-funktsii/primery-integrirovaniya-po-chastyam.html https://yukhym.com/ru/integrirovanie-funktsii/primery-integrirovaniya-po-chastyam.html Примеры интегрирования по частям подобного состава задают студентам 1, 2 курсов. Данные задания задавали на контрольной работе в ЛНУ им. И. Франка. Чтобы формулы в задачах и ответах не повторялись же задачи описывать не будем. По условию заданий нужно или "Найти интеграл", или "Вычислить интеграл".
Пример 8. Интеграл находим по правилу интегрирования частями int(u*dv)=u*v-int(v*du). Здесь главное правильно выбрать функции под правило. (Для себя запомните что за dv если возможно выбирают периодические функции или такие, которые при дифференцировании с точностью до множителя дают сами себя - экспонента). В этом интеграле нужно синус внести под дифференциал
интегрирование по частям
Дальнейшее интегрирование достаточно простое и на деталях останавливаться не будем.
интегрирование
Пример 9.Снова нужно применять правило интегрирования по частям u*dv. Здесь имеем произведение периодической функции на экспоненту, поэтому что лучше вносить под дифференциал выбирать Вам. Можно как экспоненту, так и косинус (в каждом варианте получим рекуррентную формулу).
интегрирование по частям
Применяем интегрирование по частям повторно
интегрирование по частям
Пришли к рекуррентной формуле. Если записать интеграл который искали и результат вычислений то получим два подобные слагаемые
рекуррентная формула
Группируем их и находим искомый интеграл

интеграл
Пример 10. Имеем готовую запись интеграла под правило u*dv. Находим du и выполняем интегрирование
интегрирование по частям

Сводим второй интеграл под табличную формулу и вычисляем его

Пример 11. Обозначим за новую переменную cos(ln(x))=u і найдем du, затем внесением под дифференциал
интегрирование по частям

К интегралу повторно применяем правило интегрирования по частям
замена переменных
интеграл
Пришли к рекуррентной формуле
рекурентная формула
с которой и вычисляем неизвестный интеграл
интеграл
Пример 12. Для нахождения интеграла выделим в знаменателе полный квадрат. Далее сведя знаменатель к известной формуле интегрирования получим арктангенс
интегрирование квадратических функций
интегрирование функции
Хорошо запомните порядок чередования множителей. Единица разделена на корень из свободного члена фигурирует перед арктангенсом, также этот множитель присутствует в арктангенс перед переменной.
Пример 13. Дело имеем с подобным интегралом, только в знаменателе квадратичная зависимость находится под корнем. Выделяем полный квадрат и сводим под формулу интегрирования, которая дает логарифм
интегрирование функции
интегрирование функции
Вот такие бывают примеры на контрольной или тестах. Хорошо запомните основные схемы интегрирования.
Если не можете решить интеграл сами, тогда обращайтесь за помощью.

Готовые решения контрольной по интегрированию

]]>
[email protected] (Yukhym Roman) Интегрирование Sat, 11 Jul 2015 04:42:21 +0300
Основные формулы интегрирования функций https://yukhym.com/ru/integrirovanie-funktsii/osnovnye-formuly-integrirovaniya-funktsij.html https://yukhym.com/ru/integrirovanie-funktsii/osnovnye-formuly-integrirovaniya-funktsij.html При интегрировании очень хорошо иметь под рукой основные формулы интегрирования. Их не так много и на их основе можно вывести очень много формул. Для более требовательных студентов данный список может быть расширен. Рассмотрим основные правила интегрирования:

1)

2)

3)

4)

5)

6)

7)

8)

9)

10)

11)

12)

13)

14)

15)

16)

17)

В приведенных формулах - константа, - независимая переменная или любая (дифференцируемая) функция от независимой переменной.

]]>
[email protected] (Yukhym Roman) Интегрирование Sat, 11 Jul 2015 04:44:18 +0300
Примеры интегрирования дробно-рациональных функций https://yukhym.com/ru/integrirovanie-funktsii/primery-integrirovaniya-drobno-ratsionalnykh-funktsij.html https://yukhym.com/ru/integrirovanie-funktsii/primery-integrirovaniya-drobno-ratsionalnykh-funktsij.html Контрольную работу на интегрирование функций, в том числе и рациональных дробей задают студентам 1, 2 курсов. Примеры интегралов в основном будут интересны для математиков, экономистов, статистов. Данные примеры задавали на контрольной работе в ЛНУ им. И. Франка. Условия следующих примеров "Найти интеграл" или "Вычислить интеграл", поэтому для экономии места и Вашего времени их не выписывали.


Пример 15. Мы пришли к интегрированию дробно-рациональных функций. Они занимают особое место среди интегралов, поскольку требуют много времени на вычисление и помогают преподавателям проверить Ваши знания не только по интегрированию. Для упрощения функции под интегралом добавим и вычтем в числителе выражение, которое позволит разбить функцию под интегралом на две простые
интегрирование

В результате один интеграл находим довольно быстро, во втором нужно дробь разложить на суму элементарных дробей
разложение дроби простые
При сведении к общему знаменателю получим такие числительные
числитель дроби
Далее раскрываем скобки и группируем

Приравниваем значение при одинаковых степенях "икс" справа и слева. В результате придем к системе трех линейных уравнений (СЛАУ) с тремя неизвестными.
система уравнений
Как решать системы уравнений описано в других статьях сайта. В конечном варианте Вы получите следующее решения СЛАУ
A=4; B=-9/2; C=-7/2.
Подставляем постоянные в разложение дроби на простейшие и выполняем интегрирование
интегрирование дробей
интеграл, ответ
На этом пример решен.


Пример 16. Опять нужно найти интеграл от дробно-рациональной функции. Для начала кубическое уравнение, которое содержится в знаменателе дроби разложим на простые множители
интеграл
Далее выполняем разложение дроби на простейшие
разложение на простейшие дроби
Сводим правую сторону к общему знаменателю и раскрываем скобки в числителе.


Приравниваем коэффициенты при одинаковых степенях переменной. Снова придем к СЛАУ с тремя неизвестными

Подставляем значения А,В,С в разложение и вычисляем интеграл
интегрирования функции
Первые два слагаемых дают логарифм, последний тоже легко найти.


Пример 17. В знаменателе дробно-рациональной функции имеем разницу кубов. Ее по формулам сокращенного умножения раскладываем на два простых множителя
интеграл
Далее полученную дробную функцию расписываем на сумму простых дробей и сводим их под общий знаменатель
разложение на дроби
В числителе получим следующее выражение.

Из него формируем систему линейных уравнений для вычисления 3 неизвестных

A=1/3; B=-1/3; C=1/3.
Подставляем А, В, С в формулу и выполняем интегрирование. В результате придем к такому ответу
интегрирование дробей
интегрирование дробей
Здесь числитель второго интеграла превращали в логарифм, при этом остаток под интегралом дает арктангенс.
Подобных примеров на интегрирование рациональных дробей в интернете очень много. Похожие примеры Вы можете найти из приведенных ниже материалов.

Готовые решения контрольной по интегрированию

]]>
[email protected] (Yukhym Roman) Интегрирование Sat, 11 Jul 2015 04:41:41 +0300
Интегрирование тригонометрических функций https://yukhym.com/ru/integrirovanie-funktsii/integrirovanie-trigonometricheskikh-funktsij.html https://yukhym.com/ru/integrirovanie-funktsii/integrirovanie-trigonometricheskikh-funktsij.html Примеры на интегрирование функций взяты из материалов контрольной работы которую задают студентам 1, 2 курсов математических факультетов. Для экономии Вашего времени сами условия заданий пропущенные, везде нужно или "Найти неопределенный интеграл" или "Вычислить интеграл". Текста в комментариях к каждому заданию ровно столько, сколько нужно Вам для усвоения материала.

Интегрирование тригонометрических функций

Пример 20. Для вычисления интеграла от произведения косинуса и синуса необходимо синус внести под дифференциал. В результате перейдем к интегрированию показательной функции от косинуса. Через формулы это будет выглядеть следующим образом
тригонометрический интеграл

Пример 21. Для начала следует проанализировать аргументы под синусом и косинусом и показатели. Произведение функций можем записать через квадрат синуса двойного угла, который в свою очередь записываем через косинус в два раза большего аргумента. Как только дойдем до функций в первой степени имеем право применять табличные интегралы
интегрирования произведения синуса на косинус

Пример 22. Косинус двойного угла записываем по тригонометрическим формулам через косинус 1 угла. Далее чтобы получить интеграл от одной из тригонометрических функций необходимо синус внести под дифференциал. Дальнейшие вычисления сводятся к интегрированию простых функций
интеграл от тригонометрической функции
Следует отметить что в этом и предыдущем примере использовали некоторые тригонометрические формулы. Для вычисления всех возможных интегралов их нужно знать или иметь под рукой очень много, но для решения базовых интегралов необходимо не более 10 популярных тригонометрических формул.

Пример 23. Имеем дробную тригонометрическую функцию. Для ее вычисления необходимо применить универсальную тригонометрическую замену – тангенс половины угла. Синус через тангенс половины угла выражается зависимостью
универсальная тригонометрическая замена
После подстановки замены в интеграл и упрощении, которое зачастую при таких заменах бывает не простым, получим простую дробную функцию. Ее интегрировать должен уметь каждый студент. Если нет, то контрольная или самостоятельная на интегралы покажет "кто есть кто".
Пример 24. Чтобы найти интеграл можно применить универсальную тригонометрическую замену, как один из распространенных способов. Как альтернативный вариант можно вынести квадрат косинуса за скобки, а в скобках добавить и вычесть единицу, чтобы получить тангенс. Далее его обозначаем за новую переменную и вычисляем дифференциал (он совпадет со второй частью подынтегральной функции). Таким образом перейдем к интегрированию функции, которая сводится к арктангенсу.
интегрирование рациональной тригонометрической функции
Такой подход несколько упрощает вычисления, но не всегда легко его увидеть и применить. Выполните интегрирование приведенной функции через универсальную замену переменных самостоятельно.
Пример 25. Интеграл от котангенса в квадрате от тройного аргумента находим после следующих преобразований

Здесь использована простая зависимость, что сумма квадратов синуса и косинуса равна единице.
Остальные готовых ответы из контрольной работы на интегралы Вы найдете по приведенным ниже ссылкам. Задания и схемы их вычислений помогут разобраться практически с любыми интегралами.

Готовые решения контрольных с интегрирования

]]>
[email protected] (Yukhym Roman) Интегрирование Sat, 11 Jul 2015 04:40:59 +0300
Интеграл синуса https://yukhym.com/ru/integrirovanie-funktsii/integral-sinusa.html https://yukhym.com/ru/integrirovanie-funktsii/integral-sinusa.html Согласно формулам интегрирования интеграл от синуса sin (x) равен косинусу, причем со знаком минус. Многие часто допускает ошибки потому что не может запомнить, что производная от синуса равна минус косинусу, а от косинуса - синусу со знаком плюс.
Те кто изучает первоначальную должны помнить что к правой стороне следует добавить постоянную
первоначальная синусаЕту постоянную определяют с дополнительной условия.
График синуса имеет вид


Синус нечетная, а косинус - четная функция, поэтому при интегрировании появляется знак минус. В начале всем кажется все простым и понятным. Но рано или поздно наступает время усложнять интеграл, то есть интегрировать синус двойного угла, тройного аргумента и т.д. И во многих возникают трудности с интегрированием. Для вывода формулы интеграла для sin (k*x) проведем все выкладки сначала. Для того чтобы свести интеграл к табличной формулы надо внести коэффициент под дифференциал, но это изменит сам интеграл. Поэтому одновременно делим на коэффициент

Зная эту формулу, интеграл от синуса двойного угла записываем одной строкой
интегруавання синуса двойного угла Далее можем проинтегрировать синус тройного угла
интегруавання синуса тройного углаи т.д.
int(sin(k*x)=-1/k*cos(k*x).
По такой же формуле выводят интеграл от синуса половины угла, который равен минус 2 косинус половины угла.
интеграл синуса половины углаИнтеграл от синуса одной третьей х равен

Распространенные примеры интегрирования синуса

Пример 1. Найти интеграл от sin(4*x).
Решение: По формуле интегрирования находим

Пример 2. Вычислить интеграл от sin(5*x).
Решение: Выполняем интегрирования

Пример 3. Проинтегрировать выражение sin(7*x).
Решение: Находим неопределенный интеграл

Пример 4. Найти интеграл функции y=sin(x/5).
Решение: Находим неопределенный интеграл

Как только Вы научитесь вычислять простые интегралы от синуса можете переходить к определенному интегралу

Пример 5. Найти первоначальную от sin(x) которая в нуле равна 2.
Решение: Вычисляем первоначальную

Из условия на первоначальную находим постоянную
-cos(0)+C=2;
C=2+cos(0)=3.

Возвращаемся к первоначальной и подставляем найденную постоянную

Это и есть ответ к задаче.

Пример 7. Проинтегрировать синус двойного угла y=sin(2*x) от 0 до 45 градусов.
Решение: Записываем интеграл от синуса и подставляем пределы интегрирования

По физическому содержанию определенный интеграл равен площади фигуры ограниченной функцией sin (x) и осью абсцисс.

Но определенный интеграл и площадь, это не одно и то же. Интеграл может быть отрицательным, а площадь нет. Если функция большую площадь имеет под осью абсцисс, то ее определенный интеграл отрицательный.

Площадь криволинейной трапеции равна интегралу от разницы уравнения верхней кривой и нижней.

В данном случае верхняя кривая это ось абсцисс или y = 0. Нижняя - это график синуса. Поэтому формула площади синус функции равна 1, или определенному интегралу по модулю.

Если функция антисимметрична относительно оси абсцисс то ее интеграл равен нулю, а площадь равна двойному интегралу графика над осью абсцисс. Например, интеграл синуса двойного угла от -45 до 45 градусов равен нулю


В то же время площадь заштрихованной фигуры равна единице.

На графике это будет выглядеть.

Из следующих материалов Вы узнаете, как найти интеграл от функции вида
какие формулы свертки и замены переменных при этом следует использовать. Также Вы овладеете методикой вычисления интегралов вида полином умноженый на синус функцию
где - полином от переменной. В таких случаях применяют интегрирования по частям, но об этом пойдет речь позже.
На этом знакомство с интегрированием синуса завершается. Интегралы от других тригонометрических и обратных к ним функций Вы найдете на страницах категории "Интегрирование функций".

]]>
[email protected] (Yukhym Roman) Интегрирование Sat, 11 Jul 2015 04:40:13 +0300
Интеграл косинуса https://yukhym.com/ru/integrirovanie-funktsii/integral-kosinusa.html https://yukhym.com/ru/integrirovanie-funktsii/integral-kosinusa.html Неопределенный интеграл от косинуса cos (x) равен синусу. Для первоначальной косинуса к правой стороне добавляем постоянную Постоянную определяют с дополнительного условия на первоначальную.
График косинуса имеет вид
Само по себе определение интеграла косинуса достаточно простое. Но как только задают вычислить интеграл косинуса двойного угла, тройного или половины угла, сразу возникают трудности в половины студентов. Выведем формулу интегрирования для функции cos (k*x). Для применения табличной формулы интегрирования надо внести коэффициент под дифференциал, что может привести к изменению самого интеграл. Поэтому одновременно необходимо разделить на этот коэффициент.
.
Зная приведенную формулу, проинтегрировать косинус двойного угла сможет каждый школьник 10, 11 класса. Все что необходимо это подставить 2 или 3 в интеграл
и по индукции следующие интегралы
int(sin(k*x)=-1/k*cos(k*x).
Приведенная формула позволяет вычислить интеграл от косинуса половины угла
и интеграл от косинуса одной трети угла
В этих случаях коэффициент, стоящий при переменной в косинусе при интегрировании становится обратным значением перед синусом.

Распространенные примеры интегрирования косинуса

Пример 1. Найти интеграл от cos(5*x).
Решение: По формуле интегрируем косинус

Пример 2. Вычислить интеграл от cos(7*x).
Решение: Выполняем интегрирование

Пример 3. Проинтегрировать выражение cos (11*x).
Решение: Вычисляем неопределенный интеграл

Пример 4. Найти интеграл функции y= cos (x/5).
Решение: Записываем неопределенный интеграл

Пример 5. Найти интеграл функции y= cos (x/6).
Решение: Проинтегрируем по приведенной выше формуле
Как только Вы освоите методику интегрирования на простых примерах, смело можете переходить к определенным интегралам и первообразным. Для отискания определенного интеграла проводим интегрирование, а дальше подставляем пределы интегрирования и находим изменение первообразной функции.

Пример 6. Проинтегрировать косинус двойного угла y = cos (2 * x) от 0 до 45 градусов.
Решение: Находим указанный интеграл от косинуса

Пример 7. Найти интеграл от косинуса y = cos (x) от 0 до 60 градусов.
Решение: Вычисляем интеграл и подставляем пределы интегрирования

Пример 8. Найти первоначальную от cos (x), которая при 30 градусах равна 1.
Решение: Находим первоначальную
С наложенного условия на первоначальную вычисляем постоянную
sin(Pi/6)+C=1; C=1-
sin(Pi/6)=1-0,5=0,5.

Подставляем полученную постоянную в уравнение
На этом задача решена. На таких простых примерах Вы четко должны знать, чему равный интеграл от косинуса.
Далее полученные знания можно применять для вычисления площадей криволинейных трапеций. Это достаточно абстрактное понятие, но с помощью интегрирования находить площадь фигур достаточно просто и быстро. Следует только помнить, что площадь всегда принимает положительное значение, в то время как определенный интеграл может принимать отрицательное значение.
Например вычислим площадь и интеграл от косинуса, если переменная принадлежит интервалу от 0 до 2*Pi.
По физическому содержанию площадь равна заштрихованным поверхностям.
Находим определенный интеграл в указанных пределах
Он равен нулю. Что касается площади, то сначала следует найти точки пересечения с осью абсцисс на этом интервале
Таким образом площадь необходимо искать на трех промежутках
Ось абсцисс можем записать функцией y = 0. Таким образом на первом промежутке площадь равна интегралу от косинуса,
на втором 0-cos (x) = - cos (x) от минус косинуса и на третьем от косинуса. Все при вычислении площади зависит от того, какая функция принимает большее значение по оси ординат (Oy). Вычисляем площадь интегрированием в указаных пределах
Таким образом искомая площадь равна 4. Если иметь график функции перед глазами, то данное значение можно получить как 4 площади косинус функции, которые периодически повторяются
На этом знакомство с интегрированием косинуса завершается. Приведенная методика интегрирования позволяет вычислить 80% основных задач на интегрирование косинуса. Остальные 20% Вы научитесь после изучения способов нахождения интегралов от функций вида
Мы научим Вас, какие свертки и замены переменных следует использовать, в каких случаях целесообразно интегрировать по частям.
Интегралы от других тригонометрических и обратных к ним функций Вы найдете в категории "Интегрирование функций".

]]>
[email protected] (Yukhym Roman) Интегрирование Sat, 11 Jul 2015 04:39:34 +0300
Интеграл тангенса и котангенса https://yukhym.com/ru/integrirovanie-funktsii/integral-tangensa-i-kotangensa.html https://yukhym.com/ru/integrirovanie-funktsii/integral-tangensa-i-kotangensa.html Среди простых формул интегрирования отсутствуют готовые зависимости, позволяющих найти интеграл от тангенса (tg (x)) и котангенса (ctg (x)). Но такие примеры в задачах встречаются и нужно знать: "Как вычислить интеграл от тангенса и котангенса?".
Начнем с тангенса, распишем его в виде частки синуса на косинус
tg(x)=sin(x)/cos(x)
и подставим в интеграл.
Сейчас Вам понятно. Далее нужно внести синус под дифференциал, чтобы свести интеграции в логарифма
В результате получимТаким образом вывели простую и нужную на практике формулу - интеграл от тангенса равен логарифму косинуса со знаком минус.
Int(tan(x),x)=-log(cos(x)).
По приведенной схеме выведем формулу для интеграла от котангенса. Записываем частку косинуса на синус в интеграл и после внесения косинуса под дифференциал сводим интеграл к логарифму
Интеграл от котангенса равный логарифму от синуса.
Int(cot(x),x)=log(sin(x)).
Простые на вид формулы интегралов от тангенса и котангенса позволяют решить немало сложных примеров, например интегрирования тангенса двойного угла или котангенса половины угла.

Примеры интегрирования тангенса и котангенса

Пример 1. Найти интеграл от тангенса tan(4*x).
Вычисления: Применяем приведенную выше методику для интегрирования тангенса

Здесь в скобках мы сначала вычисляем дифференциал от косинуса, а дальше выделяем значение, которое нам нужно достать. Далее интегрирования сводим к логарифму.
Таким образом можем записать обобщенную формулу для интегралаtan(k*x)
Int(tan(k*x),x)=-1/k*(log(cos(x)).

По этой формуле интеграл от тангенса двойного угла равен логарифму косинуса двойного угла умноженному на -0,5.
Для тангенса половины угла tan (phi / 2) интеграл равен -2 умножить на логарифм косинуса половины угла
По индукции получим формулу интеграла для тангенса одной третьей угла tan(phi/3)

Пример 2. Проинтегрировать котангенс двойного угла
Вычисления: По аналогии с формулами для тангенса мы могли бы выписать готовую формулу, но лучше выполнить промежуточные переходы чтобы Вы лучше поняли и заучили методику внесения под дифференциал

Таким образом, если имеем котангенс тройного угла то перед интегралом получим множителем 1/3
Интегралы от котангенса половины и трети угла будут иметь множителями перед логарифмом соответственно двойку и тройку
При нахождении первоначальной от тангенса и котангенса следует справа добавить постоянную
Зная данную методику, Вы знаете как найти интеграл от тангенса, аргумент которого содержит множителем произвольное число.
Вычисления определенных интегралов от тангенса и котангенса в данной статье рассматривать не будем. Если Вы вычисляли такие интегралы от простых функций то, зная синусы и косинусы углов найти определенный интеграл от тангенса или котангенса сможете без проблем.
С методикой интегрирования обратных тригонометрических функций, иррациональных и показательных Вы можете ознакомиться на страницах категории "Интегрирование функции" в левом меню сайта.

]]>
[email protected] (Yukhym Roman) Интегрирование Sat, 11 Jul 2015 04:39:04 +0300