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 функціяє 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: