ТИ7. Найдите интегралы
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Пример 9. По таблице находим, что |
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C (знак перед числом 3 ни на что не влияет). |
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ТИ8. Избавившись от коэффициента перед квадратом, найдите интегралы |
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4x2 |
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9x2 |
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4x2 |
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9x2 |
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4x2 |
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0,01 |
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7 |
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3) |
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1 |
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3x2 |
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4 |
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7x2 |
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0,25 |
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3x2 |
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0,1 |
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15x2 |
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7 |
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0,2x2 |
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4) |
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5x2 |
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8x2 |
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2x2 |
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6x2 |
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6x2 |
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1 |
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3 |
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0,5 |
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0,06 |
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0,6 |
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Пример 10 (здесь 0,6 |
3 / 5 ). |
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а) |
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1 |
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arcsin |
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x |
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C ; |
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5x2 |
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x2 |
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5 |
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x2 |
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0,6 |
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3 |
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5 0,6 |
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5 |
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0,6 |
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0,6 |
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б) |
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dx |
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dx |
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1 |
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dx |
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1 |
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ln |
x |
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x 2 |
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2 |
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C . |
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7 |
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7x |
2 |
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2 |
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7 x 2 |
2 |
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2 |
2 |
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7 |
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|
x 2 |
2 |
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7 |
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7 x |
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7 |
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7 |
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7 |
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xn dx |
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xn 1 |
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ТИ9. На основе интеграла |
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C (при n |
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1 ) найдите |
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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n |
1 |
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1) x |
3 20 dx; |
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3x |
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7 15 dx; |
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5x |
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7 10 dx; |
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8 |
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3x 7 dx ; |
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0,3x |
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2 8 dx ; |
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2) |
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dx |
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x |
1 |
10 |
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x |
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2 |
6 |
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3x |
6 |
11 |
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2 3x |
9 |
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0,5x |
3 |
12 |
0,3 |
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0,4x |
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11
3) |
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1 5 dx; |
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5 3x |
1 2 dx; |
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3 |
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4 |
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7x 3 dx ; |
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8 |
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9 7 dx ; |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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3x |
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7 |
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4xdx; |
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8 |
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2x |
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4) |
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dx |
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; |
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dx |
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dx |
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5 3x 4 2 |
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4 7x |
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4 7 8x 3 |
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9x 2 7 |
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Пример 11. Задание ТИ9 решается так: |
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а) |
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7x 5 |
13 dx |
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7x 5 13 1 |
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C |
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7x 5 14 |
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C ; |
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dx |
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6x 9 13dx |
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C |
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C ; |
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6x |
9 13 |
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12 |
6 |
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72 6x |
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9 12 |
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4x 3 5 7 dx |
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4x 3 |
7 |
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C |
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4x 3 |
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7 |
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|
C |
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7 4x 3 5 dx |
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12 |
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4x 3 |
7 |
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C |
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7 7 4x 3 12 |
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C ; |
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48 |
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48 |
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г) |
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5x 8 |
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9 / 7 dx |
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5x 8 |
7 |
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C |
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5x 8 |
7 |
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|
C |
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ТИ10. Зная, что |
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dx |
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ln |
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x |
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C , найдите |
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1) |
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1 |
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3x |
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0,5x |
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0,3x |
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0,2x |
0,7 |
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2) |
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dx |
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1 x |
2 |
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x |
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6 |
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3x |
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0,2 |
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3x |
1 |
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0,5x |
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5 0,3x |
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0,7 |
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0,2x |
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Пример 12. По основному правилу табличного интегрирования |
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а) |
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dx |
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C – логарифм знаменателя делим на коэффициент |
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перед переменной; |
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10 ln |
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0,6 |
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0,1x |
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C . |
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0,1x |
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ТИ11. Учитывая, что |
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Пример 13. Проверьте дифференцированием, что |
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ТИ12. На основе интеграла |
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C найдите |
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x |
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0,5x |
3 |
2 |
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2 3x |
2 |
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Пример 14. |
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dx |
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1 |
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1 |
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C |
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1 |
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C . |
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6 7x 2 |
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6 7x |
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7 |
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7 6 7x |
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ТИ 13. С учётом формулы |
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dx |
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1 |
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C |
найдите |
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x |
3 |
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2x2 |
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dx |
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; |
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dx |
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; |
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dx |
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; |
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dx |
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; |
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dx |
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; |
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dx |
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. |
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||||||||||||||
|
|
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|
x |
1 |
3 |
|
|
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|
|
|
x |
1 |
3 |
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|
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|
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2x |
4 |
3 |
|
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3x |
2 |
3 |
|
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5x |
3 |
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0,3x |
3 |
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|
1 |
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|
|
4 |
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|
Пример 15. |
|
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|
dx |
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|
1 |
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|
1 |
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|
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|
1 |
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|
C |
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|
|
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|
1 |
|
|
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|
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|
|
C . |
|
|
|
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|
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|||||||||||||||||||||||||
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6x 4 3 |
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2 6x 4 2 |
6 |
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|
12 6x 4 2 |
|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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ТИ14. Зная, что |
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ex dx |
|
|
ex |
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|
|
C , найдите |
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ex 1dx; |
|
|
ex 3dx; |
|
|
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e1 x dx; |
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|
e1 2 x dx ; |
|
|
e3x 2dx; |
|
|
e2 x 3dx; |
e4 5x dx . |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Пример 16. |
e5 8x dx |
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e5 8 x |
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C . |
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8 |
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|
|||||
13
ТИ15. Учитывая формулу |
|
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cos xdx |
|
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sin x |
|
C , найдите |
|
|
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|
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cos2xdx; |
cos |
x |
|
dx; |
|
|
|
cos x |
2 dx; |
|
|
cos 3x |
2 dx ; |
|
|
cos |
2x |
|
|
|
|
|
|
|
dx; |
|
cos 2 |
x |
|
dx . |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
3 |
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
||||||||||||
Пример 17. |
cos 0,5x |
|
|
|
9 dx |
|
1 |
|
|
sin 0,5x |
9 |
|
C |
|
|
|
|
2 sin 0,5x |
9 |
|
C . |
|
|
|
|
|
|
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
0,5 |
|
|
|
|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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|
|
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ТИ16. На основе табличного интеграла |
sin xdx |
cos x |
C найдите |
|
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|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
sin 3xdx; |
sin |
x |
dx; |
sin |
x |
|
|
|
|
|
dx; |
|
|
sin |
|
3x |
|
|
|
dx ; |
|
|
sin |
|
2x |
|
|
|
|
|
|
|
|
dx; sin |
4 |
|
x |
|
dx . |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
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|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
8 |
|
|
|
|
|
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|
3 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
Пример 18. При помощи производной можно проверить, что |
|
|
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|
|
|
|
|
|
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
а) |
sin 4x |
7 dx |
|
|
1 |
cos 4x |
|
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7 |
|
C ; |
|
|
|
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|
|
|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
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|
|
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|
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|
|
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|
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||||
б) |
sin |
2x |
|
|
1 |
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
cos |
|
|
2x |
|
1 |
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
cos |
2x |
|
1 |
|
|
C . |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
3 |
2 / |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
2 |
|
3 |
|
|
|
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|
|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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|
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|||||||||||||||||||||||||||||
ТИ17. На основе табличного интеграла |
|
dx |
|
|
|
|
tg x |
C найдите |
|
|
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|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
cos2 x |
|
|
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|
|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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||||
dx |
|
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|
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|
dx |
|
|
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|
|
|
|
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|
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|
dx |
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|
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|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
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|
|
|
dx |
|
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|
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
. |
|||||||||||||||||||||||
|
|
; |
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|
|
|
; |
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; |
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; |
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; |
|
|
|
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cos2 3x |
|
|
cos2 |
x / 3 |
|
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cos2 |
3x / 7 |
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cos2 |
x 3 |
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cos2 5x |
3 |
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cos2 |
4 |
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3x |
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Пример 19. Легко видеть, что |
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а) |
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dx |
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tg 6x |
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5 |
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C; |
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cos2 6x |
5 |
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6 |
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б) |
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dx |
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tg x / 6 |
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C 6 tg |
x |
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C . |
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cos2 x / 6 |
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1/ 6 |
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6 |
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ТИ18. Зная, что |
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dx |
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ctg x |
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C , найдите |
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sin2 x |
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dx |
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dx |
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dx |
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dx |
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dx |
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dx |
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. |
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; |
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|
; |
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|
; |
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|
; |
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; |
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sin2 4x |
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sin2 x / 2 |
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sin2 |
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3x / 4 |
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sin2 |
x |
2 |
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sin2 3x |
2 |
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sin2 3 |
2x |
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Пример 20. |
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dx |
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ctg 5x |
3 |
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C . |
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sin2 |
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5x |
3 |
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5 |
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14
§ 2. Подведение под знак дифференциала
Метод подведения под знак дифференциала редко приводится в литературе, поэтому вначале покажем, почему он выгоден.
Нередко в подынтегральной функции можно увидеть 2 фрагмента, один из которых похож на производную другого. Например,
а) в интеграле |
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x |
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dx числитель x похож на производную от x2 : |
x 2 |
2x ; |
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||||||||||||
x2 |
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|||||||||||||
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3 |
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б) интеграл |
ln x |
dx можно представить как |
ln x |
1 |
dx , где |
ln x |
1 |
; |
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|||||||||||
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x |
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x |
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x |
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в) функция cos x |
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в интеграле |
cos x |
dx – это |
sin x . |
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sin5 x |
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Подобные интегралы часто предлагают находить, заменив новой переменной функцию, производная которой обнаружена. Так, для указанных интегралов
а) если x 2 |
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2x , то x2 |
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1 |
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t , тогда x |
t и dx |
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t dt |
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dt , откуда |
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2 |
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t |
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||||
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|||||||||||
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x |
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t |
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1 |
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1 |
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dt |
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1 |
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1 |
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||||||||||||||||
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dx |
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|
dt |
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ln |
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t 1 |
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C |
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ln |
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x2 1 |
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C ln x2 1 C ; |
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x2 |
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3 |
t 1 2 t |
2 |
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t 1 2 |
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2 |
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|||||||||||||||||||||||||
б) поскольку |
1 |
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ln x , то t |
|
ln x , тогда x |
et |
и dx |
|
et |
|
|
dt |
et dt , поэтому |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
x |
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||||
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ln x |
1 |
dx |
|
t |
1 |
et dt |
tdt |
t 2 |
C |
|
ln2 x |
|
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C . |
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et |
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x |
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2 |
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|
2 |
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|||||
Более подробно метод замены изложен в § 4.
Однако вычисление 3-го интеграла при помощи замены уже связано с труд-
ностями. Пусть, заметив, что cos x |
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sin x |
, мы заменили t |
sin x . |
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Тогда x |
arcsint |
и dx |
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arcsin t |
|
dt |
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dt |
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. Выразить cos x через t можно так: |
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1 |
|
t 2 |
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|||||||
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|||||||
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cos arcsin t |
1 |
|
sin2 arcsin t |
|
1 |
sin arcsin t 2 |
1 |
t 2 |
||||||||||||||||||||||||||
( arcsin t |
|
; |
|
|
, поэтому cos arcsint 0 ). Подставим: |
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|||||||||||||||||||||||||
2 |
2 |
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|||||||||||||||||||||||||||||
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|||||||||||
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cos x |
dx |
1 |
t 2 |
|
dt |
|
|
|
dt |
|
t 5dt |
|
t 4 |
C |
1 |
|
C . |
||||||||||||||||||
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|||||||||||
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sin5 x |
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t5 |
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1 t 2 |
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t5 |
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|
4 |
|
|
|
4 sin4 x |
|||||||||||||
В результате громоздких действий практически всё сократилось и получился простой табличный интеграл. Возникает вопрос, нельзя ли было прийти к нему быстрее, если почти ни одно выражение не понадобилось.
15