Воспользуемся формулой интегрирования по частям




 

 

Тогда

 

в)

Решение

Используем формулу, позволяющую понизить степень тригонометри-ческой функции

Тогда получаем

 

 

г)

Решение

Так как подынтегральная функция является неправильной рациональной дробью, то разделим числитель на знаменатель:

 

Таким образом, получаем

 

 

 

П р и м е р 2. Вычислить площадь фигуры, ограниченной линиями ,

Решение. Изобразим фигуру, площадь которой необходимо вычислить:

 

 

Координаты точек пересечения параболы и прямой найдем из решения системы Откуда получаем () и () – координаты точек пересечения. Исходя из геометрического смысла определенного интеграла, находим

= (ед.2).

П р и м е р 3. Вычислить длину дуги данной линии

 

 

Решение. Воспользуемся формулой

 

 

Находим подынтегральную функцию:

 

 

 

 

 

П р и м е р 4

а) Найти общее решение уравнения

 

(1)

 

Решение. Данное уравнение относится к уравнениям вида Понизив его порядок с помощью подстановки где . Тогда . Подставив в уравнение (1) вместо и их выражения, получим

 

(2)

 

Это однородное уравнение первого порядка относительно функции . Уравнение (2) решим с помощью подстановки Подставив это в уравнение (2), получим

 

 

Разделив переменные и проинтегрировав, получим

 

 

 

,

 

,

 

.

 

Проинтегрировав, получим

 

 

б) Найти общее решение уравнения

 

. (3)

 

Решение. Данное дифференциальное уравнение второго порядка, допускающее понижение порядка, относится к уравнениям вида Порядок такого уравнения понижается подстановкой , где Тогда

 

 

Подставляя вместо и их выражения в уравнение (3), получим

 

или

– линейное дифференциальное уравнение первого порядка относительно искомой функции

Решаем подстановкой

 

,

 

. (4)

 

Функцию выберем так, чтобы коэффициент при был равен нулю.

 

или

 

 

Подставляя в уравнение (4), получим

 

 

.

 

Тогда или

 

 

Разделив переменные и проинтегрировав, получим

 

– общий интеграл данного уравнения при Если т.е. то

Ответ: .

П р и м е р 5. Найти частное решение дифференциального уравнения

, удовлетворяющее начальным условиям

 

Решение. Общее решение данного уравнения состоит из суммы общего решения соответствующего однородного уравнения и частного решения неоднородного уравнения, т.е.

Решим сначала однородное уравнение

 

.

 

Составим и решим характеристическое уравнение

 

Так как корни характеристического уравнения действительные и разные, то общее решение будет иметь вид

 

.

 

Частное решение неоднородного уравнения будем искать в виде .

В нашем случае так как встречается один раз среди корней характеристического уравнения.

Итак, , где это многочлен нулевой степени.

(Если то при и т.д.).

Чтобы найти коэффициент А, найдем и подставим в первоначальное уравнение.

;

 

.

 

.

 

Приведя подобные и сократив на , получим

 

откуда

и частное решение имеет вид .

 

Общее решение данного уравнения:

 

Найдем и поставим начальные условия, откуда найдем и .

 

 

откуда .

 

И частное решение будет иметь вид

 

П р и м е р 6. Расставить пределы интегрирования в двойном интеграле в том и другом порядке, если область задана линиями и вычислить площадь этой области.

 

Решение. Строим область :

 
 

 


Площадь плоской области с помощью двойного интеграла вычисляется по формуле

 

.

 

Расставим пределы интегрирования в том и другом порядке. Переменная изменяется от 0 до 1, в это время изменяется от прямой до параболы , так как прямая, параллельная оси ОУ, пересекает сначала прямую (нижний предел), а затем параболу (верхний предел). При изменении порядка интегрирования область придется разбить на две области 1 и 2 прямой, параллельной оси , так как правая часть контура области состоит из двух линий, определяемых разными уравнениями и

Следовательно,

 

 

(кв.ед.)

 

 

П р и м е р 7. Вычислить криволинейный интеграл ,

где АВ–дуга параболы от т.А() до т.В ().

Решение. Изобразим кривую, вдоль которой ведется интегрирование:

 

 

Вычисление криволинейного интеграла сведем к вычислению определенного интеграла по формуле

 

= .

 

Так как АВ–дуга параболы, заданной уравнением от т.А() до т.В (), то , а переменная меняется в пределах от 1 до 2. Следовательно,

 

= = =

В О П Р О С Ы для подготовки к экзамену

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-06-21 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: