Слайд 1
Математика ППИ.
НЕОПРЕДЕЛЁННЫЙ ИНТЕГРАЛ
Лекция № 12 (продолжение).
Метод интегрирования по частям
в неопределенном интеграле. Интегрирование тригонометрических функций.
Слайд 2Цели и задачи:
Изучить основные методы интегрирования: интегрирование
рациональных дробей, интегрирование некоторых классов тригонометрических и иррациональных функций.
Слайд 3ВОПРОСЫ ЛЕКЦИИ №12
1. Метод интегрирования по частям.
2. Интегрирование некоторых классов
тригонометрических функций.
Слайд 4Литература
[1] Н.С. Пискунов. Дифференциальное и интегральное исчисления. Т 1. Москва:
Интеграл-Пресс, 2004, с. 340-375.
[3] Б.П. Демидович, В.А. Кудрявцев. Краткий курс
высшей математики. Москва: Издательство АСТ, 2004, с. 229-250.
Слайд 5УЧЕБНЫЙ ВОПРОС .
Интегрирование некоторых классов тригонометрических функций
Слайд 6Рассмотрим интеграл вида
m и n - неотрицательные и по
крайней мере одно из них является нечётным. Пусть n –
нечётное, т.е. n=2p+1. Тогда
Слайд 7б) б) m и n - неотрицательные чётные, т.е.
n=2p, m=2q. Тогда
Возведя в степень и раскрыв скобки, получим
слагаемые, содержащие cos 2x
в чётных и нечётных степенях. Члены с нечётными степенями интегрируются, как указано в случае а), чётные показатели снова понижаются по тем же формулам.
Слайд 8Вторая разновидность интегралов имеет вид:
или
Третья разновидность интегралов
Слайд 11 Универсальная тригонометрическая подстановка
Всякий интеграл от рациональной функции вида
может
быть сведён к интегралу от рациональной функции.
Для этого используется подстановка
называемая универсальной тригонометрической подстановкой.
Слайд 14Рассмотрим интегралы вида
Для их вычисления используют тригонометрические формулы
Слайд 16Задание на самостоятельную работу
[1] Н.С. Пискунов. Дифференциальное и интегральное исчисления.
Т 1. Москва: Интеграл-Пресс, 2004, с. 340-375.
[3] Б.П. Демидович, В.А.
Кудрявцев. Краткий курс высшей математики. Москва: Издательство АСТ, 2004, с. 229-250.
Выучить таблицу основных интегралов.
Слайд 17
Математика ППИ.
НЕОПРЕДЕЛЁННЫЙ ИНТЕГРАЛ
Лекция № 13 .
Интегрирование дробно-рациональных функций, иррациональных
функций. Тригонометрические подстановки.
Слайд 18ВОПРОСЫ ЛЕКЦИИ №13
1. Интегрирование рациональных дробей.
2.Интегрирование некоторых классов иррациональных функций
Слайд 19УЧЕБНЫЙ ВОПРОС.
Интегрирование рациональных дробей
Слайд 20Определение. Дробно- рациональной функцией или просто рациональной дробью называется функция,
равная частному от деления двух многочленов
здесь
- многочлен степени n,
- многочлен степени m.
Слайд 25Различают четыре типа простейших рациональных дробей:
1.
2.
3. 4.
При этом A, a, M,N, p, q – действительные числа, многочлен не имеет вещественных корней.
Интегрирование простейших рациональных дробей
Слайд 26Интегрирование простейших дробей I и II типов:
I.
II.
Слайд 27Интегрирование простейшей дроби III типа
Пример. Найти интеграл
Решение.
Слайд 28Теорема. Правильную рациональную дробь , где
можно единственным образом разложить в сумму простейших дробей:
где
- действительные числа .
Слайд 29Метод неопределённых коэффициентов.
Рассмотрим случай, когда корни знаменателя действительные и различные,
т.е. рассмотрим правильную дробь:
Данную дробь можно разложить на простейшие дроби
I типа следующим образом
Отметим, что неизвестные коэффициенты простейших дробей можно найти и методом сравнения коэффициентов, который состоит в следующем:
Слайд 301. Дроби справа приводят к общему знаменателю.
2. Приравнивают числители дробей
слева и справа, раскрывают скобки и записывают многочлен в правой
части по убывающим степеням .
3. Приравнивая друг другу коэффициенты многочленов левой и правой части при одинаковых степенях , получим систему уравнений для определения коэффициентов.
Слайд 31Пример. Разложить дробь
на простейшие и проинтегрировать.
Слайд 33УЧЕБНЫЙ ВОПРОС.
Интегрирование некоторых классов иррациональных функций
Слайд 34 Интегрирование некоторых классов иррациональных функций
С помощью тригонометрических подстановок интегралы
от некоторых иррациональных функций приводятся к интегралам от функций, рационально
зависящих от тригонометрических функций
Слайд 40 Интегрирование дифференциального бинома
Слайд 45Тригонометрические подстановки
С помощью тригонометрических подстановок интегралы от некоторых иррациональных функций
приводятся к интегралам от функций, рационально зависящих от тригонометрических функций:
А
Б
Слайд 48Далее (потерян минус в последнем слагаемом):
Слайд 49Пример.
Можно проинтегрировать по частям:
Слайд 55Понятие об интегралах, не берущихся в элементарных функциях
Как мы видим,
в дифференциальном исчислении, производная от любой элементарной функции есть функция
элементарная. Другое дело операция, обратная дифференцированию, - интегрирование. Можно привести многочисленные примеры таких элементарных функций, первообразные от которых хотя и существуют, но не являются элементарными функциями.
Слайд 56 Так, например, хотя по теореме существования для функций
существуют первообразные, но
они не выражаются в элементарных функциях. Несмотря на это, все
эти первообразные хорошо изучены и для них составлены подробные таблицы, помогающие практически использовать эти функции. В дальнейшем мы познакомимся с методами вычисления значений таких функций
Слайд 57Заключение.
В заключение отметим, что рассмотренные методы и приёмы интегрирования не
исчерпывают всех классов аналитически интегрируемых элементарных функций. В то же
время из всего изложенного следует, что техника интегрирования сложнее по сравнению с дифференцированием. Необходимы навыки и изобретательность, которые приобретаются на практике в результате решения большого числа примеров
Слайд 58Контрольные вопросы:
1. В чем заключается метод интегрирования рациональных дробей?
2. Универсальная
тригонометрическая подстановка.
Слайд 59Задание на самостоятельную работу
[1] Н.С. Пискунов. Дифференциальное и интегральное исчисления.
Т 1. Москва: Интеграл-Пресс, 2004, с. 340-375.
[3] Б.П. Демидович, В.А.
Кудрявцев. Краткий курс высшей математики. Москва: Издательство АСТ, 2004, с. 229-250.
Выучить таблицу основных интегралов.