Практическая работа №3
«Основы интегрального исчисления. Методы нахождения неопределенных интегралов. Вычисление определенных интегралов»
Цель занятия: Научиться решать примеры и задачи по данной теме.
Вопросы теории (исходный уровень):
1. Первообразная функции и неопределённый интеграл.
2. Интегрирование.
3. Методы нахождения неопределенных интегралов: приведение к табличному виду и метод замены переменной, интегрирование по частям.
4. Определённый интеграл, его применение для вычисления площадей фигур и работы переменной силы.
5. Вычисление определенных интегралов, правило Ньютона-Лейбница.
6. Примеры использования интегрального исчисления в медицинских задачах (самостоятельная подготовка)
Содержание занятия:
1. ответить на вопросы по теме занятия
2. решить примеры
Примеры
Найти интегралы:
1) 
| 2) 
| 3) 
|
4) 
| 5) 
| 6) 
|
7) 
| 8) 
| 9) 
|
10) 
| 11) 
| 12) 
|
13) 
| 14) 
| 15) 
|
16) 
| 17) 
| 18) 
|
19) 
| 20) 
|
21) 
|
22) 
| 23) 
| 24) 
|
25) 
| 26) 
| 27) 
|
Вычислить интегралы:
1) 
| 2) 
| 3) 
|
4) 
| 5) 
| 6) 
|
7) 
| 8) 
| 9) 
|
10) 
| 11) 
| 12) 
|
13) 
| 14) 
| 15) 
|
16) 
| 17) 
| 18) 
|
19) 
| 21) 
| 22) 
|
23) 
| 24) 
| 25) 
|
26) 
| 27) 
| 28) 
|
29) 
| 30) 
| 31) 
|
32) 
| 33) 
| 34) 
|
35) 
| 36) 
| 37) 
|
38) 
|
Тема
Неопределенный интеграл
Функция F(x), имеющая данную функцию f(x) своей производной или f(x)dx своим дифференциалом, называется первообразной данной функции f(x). Совокупность всех первообразных функций для дифференциала f(x)dx называется неопределенным интегралом и обозначается символом ∫ f(x)dx.
Свойства неопределенного интеграла
∫f(x)dx=F(x)+C
∫[f(x)+φ(x)]dx=∫ f(x)dx+∫φ(x)dx
∫ d(F(x))=F(x)+C
(∫f(x)dx)=f(x)
∫f(x)dx= ∫f(t)dt
d∫f(x)dx=f(x)dx
∫af(x)dx+a∫f(x)dx
Основные интегралы
∫dx=x+C
∫xndx=xn+1/ (n+1) +C (n≠-1)
∫dx/x=ln|x|+C
∫axdx=ax/lna +C
∫exdx=ex+C
∫sin x dx=-cos x +C
∫cos xdx=sin x +C
∫dx/cos2x=tgx+C
∫dx/sin2x=-ctgx+C
∫dx/(1-x2)1/2=arcsinx=-arccosx
∫dx/(1+x2)= arctgx=- arcctgx
Интегрирование по частям
∫ udv = uv—∫ vdu.
Пример
Найти у = ∫ ln хdх.
Полагаем и=lпх, dv = dx, тогда dи =dx/x, v = x
Используя формулу интегрирования по частям, получаем
у = ∫ ln xdx = x ln х-∫ dх = xlnx-x+C
Пример метод непосредственного интегрирования
Найти у= ∫ (1+ 2x2)dx
На основании свойства интеграла суммы запишим
у= ∫ (1+ 2x2)dx = ∫ dx+2 ∫ x2dx =x+2x3/3+C
Пример; метод замены переменной(метод подстановки)
∫tgxdx=∫(sinx/cosx)dx обозначим cosx=t
Продифферинцируем праву и левую часть
-sinxdx=dt найдем dx=dt/(-sinx)
Запишим интеграл через новые переменные
∫(sinx/t) dt/(-sinx) =-∫dt/t= lnt+C или lncosx+C
Определенный интеграл
Определенный интеграл функции f(x) на отрезке [а, b] представляет предел интегральной суммы
lim∑f(ki)Δxi (от i=1 до n и Δx→0)
где ki — произвольная точка соответствующего отрезка.
Формула Ньютона — Лейбница
где F′ — первообразная функцию f(x), т е
F′(x)=f(x)
Некоторые свойства определенного интеграла
Площадь криволинейной трапеции, ограниченной графиком функции f(x), осью абсцисс и прямыми х=а и х=b,
Площадь фигуры, ограниченной двумя кривыми y=.f1(x) и у = = f2(x) [ f'2(x)≥f1(x)] и двумя прямыми х=а и х=b,
Дифференциальные уравнения
Общий вид дифференциального уравнения
F(x,y,y′,y″,…yn) = О
Общee решение дифференциального уравнения
y=f(x, C1,C2,, Сn)
Общий вид дифференциального уравнения первого порядка
F(x,y,y') = 0
Общее решение дифференциального уравнения первого порядка
y= f(x,C)
примеры
1 Дифференциальное уравнение типа y'=f(x)
dy/dx=f(х), dx = f(x)dx
Общее решение
y=∫f(x)dx=F(x)+C
Дифференциальное уравнение типа
у' = f(y)
dy/dx=f(y), dy/f(y)=dx
Общее решение
∫dy/f(y)=F(y)+C
Дифференциальное уравнение с разделенными переменными
f(x) dx + φ(y)dy = 0
Общее решение
∫f(x) dx + ∫φ(y)dy = C, F(х) + Ф(у) = С
Дифференциальное уравнение с разделяющимися переменными
f(x)φ(y)dx+ψ(x)Ф(y)dy=0
Приведем это уравнение к уравнению с разделенными переменными
(f(x)/ψ(x))dx+(Ф(y)/φ(y))dy=0
Общее решение
∫(f(x)/ψ(x))dx+∫(Ф(y)/φ(y))dy=C, F1(x)+F2(y)=C