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: