Реферат: Інтегрування виразів, що містять тригонометричні функції. Приклади первісних, що не є елементарними функціями
План
Інтегрування виразів, що містять тригонометричні функції
Інтеграли вигляду
Інтеграли вигляду
Інтеграли вигляду
· Інтеграли вигляду
Інтеграли вигляду(
- ціле, додатне число)
Інтеграли вигляду
8.3.9. Інтегрування трансцендентних функцій
а) Усі інтеграли вигляду інтегруються в замкненому вигляді. Тут
- символ раціональної функції. Справді, підстановка
зводить цей інтеграл до вигляду
Приклад. За допомогою заміни
інтеграл перетворюється в такий :
б) Як уже зазначалося, інтеграли
зводяться до розглядуваного. Тому інтеграл
нас цікавить не тільки сам по собі, а й у зв’язку з тим, що й інші інтеграли зводяться до нього.
Усі інтеграли типу інтегруються в замкненому вигляді. Підстановка
перетворює інтеграл у такий:
тобто до інтеграла, розглянутого в п.9.8.
Ймовірно, що способи інтегрування заданого інтеграла в розумінні більшої або меншої трудності залежатимуть від характеру функції : парна чи непарна вона за змінною
або
, або і
і
, або, можливо, і не володіє цими властивостями. Нехай
Очевидно, що в цьому випадку її можна подати
у формі
Якщо то
Тому
Звідси випливає така підстановка:
,
тобто - раціональна функція
.
Отже, якщо в разі заміни на
підінтегральна функція змінює знак, то доцільно є підстановка
.
Цілком аналогічно, якщо в разі заміни на
то доцільною є
підстановка .
Розглянемо тепер випадок тобто функція
є парною як за
, так і за
. Очевидно, що
.Якщо тепер знаки
i
замінити на протилежні, то
, тобто
є парною за
, тому
. Вважаючи, що
, одержимо
Підстановка зведе інтеграл до вигляду
Отже, у випадку доцільною є заміна змінної
.
Оскільки ,
, (8.26)
то ,
тобто підстановка перетворить інтеграл до вигляду
.
Якщо не задовольняє жодну із розглянутих умов, то
інтегрується за допомогою підстановки
. Практично інтегруючи функцію
перш за все варто встановити, чи задовольняє вона хоча б одну з умов
чи ні. Лише тоді, коли вона не задовольняє жодну, доцільно використати заміну , яку називають універсальною.
Приклад. 1.
Оскільки в разі заміни на
і
на
підінтегральна функція не змінює знака, то підстановка
зведе інтеграл до вигляду
Приклад 2. .
Цей інтеграл не задовольняє жодної з указаних умов. Тому слід використати підстановку , яка зведе інтеграл до вигляду
.
Якщо , то
.
Якщо , то
При .
При .
Приклад 3. .
Підстановка . З її допомогою інтеграл перетвориться в
.
в) Усі інтеграли вигляду
де
- раціональна функція, інтегруються в замкненому вигляді. Цей висновок випливає з п.9.4.
г) Інтеграли вигляду
(
- ціле, додатне число) можна проінтегрувати відповідно за допомогою підстановок
В результаті матимемо
Аналогічно обчислюється і другий інтеграл.
д) Інтеграли вигляду де
- цілі невід’ємні числа, обчислюються, використовуючи формули тригонометрії для пониження степеня: