ІНТЕГРАЛЬНЕ ЧИСЛЕННЯ
НЕВИЗНАЧЕНИЙ ІНТЕГРАЛ
Означення
: Функція F
(
x
)
називається первісною для функції f
(
x
)
на проміжку І
, якщо на цьому проміжку F
'(
x
) =
f
(
x
)
або dF
(
x
) =
f
(
x
)
dx
.
Із означення виходить, що первісна F
(
x
)
— диференційовна, а значить неперервна функція на проміжку І
, і її вигляд суттєво залежить від проміжка, на якому вона розглядається.
Приклад
: Первісні для функції мають вигляд:
причому, F
1
(
x
),
F
2
(
x
)
— неперервні R, aF
3
(
x
)
у точці х
= 0 має розрив (рис. 7.1). У цьому прикладі первісні Fi
(
x
)
і
= 1,2,3, знайдені методом добору із наступною перевіркою, використовуючи таблицю похідних функцій.
Теорема (про множину первісних).
Якщо F
(
x
)
— первісна для функції f
(
х)
на проміжку I
, то
1) F
(
x
) +
C
— також первісна для f
(
x
)
на проміжку I
;
2) будь-яка первісна Ф(х)
дляf
(
x
)
може бути представлена у вигляді Ф(х) =
F
(
x
)
+
С
на проміжку I
. (Тут С
=
const
називається довільною сталою).
Наслідок
. Дві будь-які первісні для однієї й тієї самої функції на проміжку I
відрізняються між собою на сталу величину (рис. 7.1).
Означення
: Операція знаходження первісних для функції f
(
x
)
називається інтегруванням
f
(
x
)
.
Задача інтегрування функції на проміжку полягає у тому, щоб знайти всі первісні функції на цьому проміжку, або довести, що функція немає первісних на цьому проміжку.
Для розв'язання задачі інтегрування функції достатньо знайти одну будь-яку первісну на розглядуваному проміжку, наприклад F
(
x
)
, тоді (за теоремою про множину первісних) F
(
x
)
+
С
— загальний вигляд всієї множини первісних на цьому проміжку.
Забиваем Сайты В ТОП КУВАЛДОЙ - Уникальные возможности от SeoHammer
Каждая ссылка анализируется по трем пакетам оценки: SEO, Трафик и SMM.
SeoHammer делает продвижение сайта прозрачным и простым занятием.
Ссылки, вечные ссылки, статьи, упоминания, пресс-релизы - используйте по максимуму потенциал SeoHammer для продвижения вашего сайта.
Что умеет делать SeoHammer
— Продвижение в один клик, интеллектуальный подбор запросов, покупка самых лучших ссылок с высокой степенью качества у лучших бирж ссылок.
— Регулярная проверка качества ссылок по более чем 100 показателям и ежедневный пересчет показателей качества проекта.
— Все известные форматы ссылок: арендные ссылки, вечные ссылки, публикации (упоминания, мнения, отзывы, статьи, пресс-релизы).
— SeoHammer покажет, где рост или падение, а также запросы, на которые нужно обратить внимание.
SeoHammer еще предоставляет технологию Буст, она ускоряет продвижение в десятки раз,
а первые результаты появляются уже в течение первых 7 дней.
Означення
: Функція F
(
x
)
+
С
, що являє собою загальний вигляд всієї множини первісних для функції f
(х)
на проміжку I
, називається невизначеним інтегралом
від функції f
(
x
)
на проміжку I
і позначається
(7.1)
де — знак невизначеного інтеграла;
f
(
x
)
— підінтегральна функція;
f
(
x
)
dx
— підінтегральний вираз;
dx
— диференціал змінної інтегрування.
Геометричний зміст невизначеного інтеграла полягає у тому, що функція у=
F
(
X
) + С
є рівняння однопараметричної сім'ї кривих, які одержуються одна з другої шляхом паралельного переносу вздовж осі ординат (рис. 7.2).
Теорема (Коші).
Для існування невизначеного інтеграла для функції f
(
x
)
на певному проміжку достатньо, рис. 7.2 щоб f
(
x
)
була неперервною на цьому проміжку.
Зауваження
. Виявляється є такі невизначені інтеграли від елементарних функцій, які через елементарні функції не виражаються, наприклад:
існують у кожному із проміжків області визначення, але записати їх через основні елементарні функції не можна; в такому розумінні ці інтеграли називають «неінтегровними».
a) Властивості, що випливають із означення (7.1):
І. Похідна від невизначеного інтеграла дорівнює підінтегральній функції
II. Диференціал від невизначеного інтеграла дорівнює підінтегральному виразу.
Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
Попробуйте сервис онлайн-записи VisitTime на основе вашего собственного Telegram-бота:
— Разгрузит мастера, специалиста или компанию;
— Позволит гибко управлять расписанием и загрузкой;
— Разошлет оповещения о новых услугах или акциях;
— Позволит принять оплату на карту/кошелек/счет;
— Позволит записываться на групповые и персональные посещения;
— Поможет получить от клиента отзывы о визите к вам;
— Включает в себя сервис чаевых.
Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
ІІІ.
б) Властивості, що відображають основні правила інтегрування.
IV. Сталий множник, що не дорівнює нулю, можна виносити з-під знака інтеграла, тобто
(7.2)
V. Невизначений інтеграл від суми функцій дорівнює сумі невизначених інтегралів від цих функцій, якщо вони існують, тобто
(7.3)
1. 2. 3.
4. 5. 6.
7. 8.
9.
11.
13.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
Цей метод базується на властивості невизначеного інтеграла (7.3). Мета методу — розкласти підінтегральну функцію на такі доданки, інтеграли від яких відомі або їх простіше інтегрувати, ніж початкову підінтегральну функцію.
Приклад
.
Теорема
. Якщо функції и(х
) та v
(
х
)
мають неперервні похідні, то:
(7.4)
На практиці функції u
(
x
)
та v
(
x
)
рекомендується вибирати за таким правилом:
— при інтегруванні частинами підінтегральний вираз f
(
x
)
dx
розбиваютьна два множники типу и
•
dv
, тобто f
(
x
)
dx
=
u
-
dv
; при цьому функція и(х)
вибирається такою, щоб при диференціюванні вона спрощувалась, а за dv
приймають залишок підінтегрального виразу, який містить dx
, інтеграл від якого відомий, або може бути просто знайдений.
Приклад
.
Інколи доводиться інтегрування частинами застосовувати кілька разів, що ілюструє наступний приклад.
Нижче наведені деякі типи інтегралів, при інтегруванні яких застосовують метод інтегрування частинами та показано вибір функцій и(х)
та
де Р(х)
— многочлен, Q
(
x
)
— алгебраїчна функція, а
R
.
Звичайно, не слід думати, що метод інтегрування частинами обмежується застосуванням тільки до інтегралів типу (7.5).
В деяких випадках, після інтегрування частинами інтеграла одержується рівняння, із якого знаходять шуканий інтеграл.
Приклад
.
Отже, одержали рівняння G
=
e
х
(
cosx
+
sinx
)
-
G
, із якого знаходимо
Мета методу підстановки — перетворити даний інтеграл до такого вигляду, який простіше інтегрувати.
Теорема
. Якщо
f
(
x
)
— неперервна, а х =
(
t
)
має неперервну похідну, то:
(7.6)
Наслідок,
(7.7)
Зауваження
. Специфіка інтегрування невизначеного інтеграла не залежить від того чи змінна інтегрування є незалежною змінною, чи сама є функцією (на підставі інваріантності форми запису першого диференціалу), тому, наприклад:
В такому розумінні слід розглядати і всю таблицю інтегралів.
Приклад
.
Варіант заміни змінної інтегрування
(
x
)
=
t
(7.7) зручний тоді, коли підінтегральний вираз можна розкласти на два множники: f
(
(
x
))
та
’(
x
)
dx
.
Приклад
.
Для деяких класів підінтегральних функцій розроблені стандартні заміни. Вибір зручної підстановки визначається знанням стандартних підстановок та досвідом.
При безпосередньому інтегруванні використовується формула (7.7) варіанту заміни змінної, але саму заміну не записують (її роблять усно) при цьому використовують операцію внесення функції під знак диференціала. Отже, якщо , то:
Зокрема, коли (х)
є лінійною функцією, тобто
(
x
)=
ax
+
b
, будемомати:
Зауваження
. Під знак диференціала можна вносити будь-який сталий доданок (значення диференціала при цьому не зміниться):
Приклад
.
|
