Материал: 2231

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Вариант 23 Вариант 24

 

 

 

 

x5 + x + 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xdx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

 

 

x

 

dx .

 

1.

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

2.

 

 

 

xdx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

1+ ln x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x2 + 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

 

 

 

 

dx

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

 

 

 

 

 

 

 

sin x

 

 

 

 

dx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + cos x

 

xln2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

 

 

 

 

4xdx

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

 

 

 

x

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1x8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1x4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

 

ln x

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

(2x +1)sin xdx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x5

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

arctgxdx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

arcsin xdx .

 

 

 

 

7.

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx .

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

dx .

 

 

 

 

 

x + 6x

 

16

 

 

 

 

 

 

 

x2 6x

+ 4

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 26

 

 

 

 

 

2 + ln x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дsin xdx

1.

 

 

dx .

 

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 + 2cos x

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

cos xdx

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

 

 

 

 

 

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 sin2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ex

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx.

 

3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

+ 4x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 x2

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3arctgx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

 

 

exdx

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

4.

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

1

+ x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 e2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

 

 

 

xsin(3x + 5)dx .

 

5.

 

x arctgxdx .

6.

x2 ln xdx.

 

 

 

 

 

 

6.

 

x3 ln xdx .

 

 

 

 

7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx .

7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

+

10x 21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 4x 12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

206

Вариант 27 Вариант 28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. 2x

 

 

x2

 

+ 4 dx .

 

1.

 

 

 

 

 

arcsin x

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

 

 

 

 

 

x

2

dx

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x3 2)

 

 

2.

 

 

 

ln x 7

dx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

2 + ln x dx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

xe

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

 

 

 

x2dx

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

4.

 

 

 

x2dx

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 + x

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 + x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. (x + x2 )dx .

 

 

5. x

(х2 + 3)dx .

 

6.

 

 

 

 

 

ln xdx.

 

 

6.

x ln xdx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. x2 + 2x + 2 dx .

 

 

 

 

 

 

 

x2

4Иx +1

 

 

 

 

 

 

Вариант 29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 30

 

 

 

 

xdx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

3x

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

ex21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

1.

1

 

e3x .

 

 

 

 

sin xdx.

2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

2.

 

 

 

 

2 cos x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

ln x

+10

 

 

 

3.

1arctgx dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2x x 7x)

dx .

А1+ x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4xdx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2x

 

 

 

 

3)2 dx .

4.

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1x4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

 

(

 

 

 

x + 3)

 

 

xdx .

5.

(2x

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

+ 3)

 

 

 

 

xdx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

x cos xdx .

 

 

6.

(2 x) ex dx .

 

7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx.

 

7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и2

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

+ 6x +13

 

 

 

 

 

 

x

 

 

4x +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

207

2.2. Интегральное исчисление функции одной действительной

переменной. Определенный интеграл

 

 

 

 

 

 

 

§27. Задача о площади криволинейной трапеции

 

Пусть

задана

непрерывная

 

на

 

отрезке

[a,b]

функция

y = f (x) 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача: найти площадь криволинейной трапеции ST , то есть

площадь плоской фигуры T , ограниченной кривой y = f (x)

и прямы-

ми y = 0; x = a ; x = b (рис. 19).

 

 

 

 

 

 

 

И

 

 

 

 

 

 

y = f (x)

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 19

 

 

 

 

 

 

 

Решение.

 

 

отрезок

 

[a, b]

 

произвольно

точками

a = x0 < x1 < x2 < ... < xk1 < xk < ... < xn

 

Д

 

= b .

Обозначим xk = xk xk1

длины получившихся отрезков,

k =1, 2, ..., n .

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

f

~

Разобьем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(xk )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

a = x

~

~

x

~

 

 

x

~

b = x

 

x x

x x

x x

x

 

0

1 1

2 2

k

1

k

k

 

n1

n

n

 

 

 

 

Рис. 20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

208

 

 

 

 

 

 

 

 

В каждом из получившихся отрезков [xk1, xk ]

выберем произ-

вольно точки xk и вычислим значение функции

y = f (xk ) в выбран-

~

 

~

ных точках. Составим ступенчатую фигуру из прямоугольников, ос-

нованиями которых служат отрезки [xk1, xk ], а высоты равны

f (xk )

 

 

 

 

 

 

~

(рис. 20).

 

 

 

И

Площадь ступенчатой фигуры равна

 

 

 

 

 

~

~

~

n

 

~

(50)

Sn = f (x1 )x1 + f (x2 )x2

+ ... + f (xn )xn = f

(xk )xk .

 

 

 

k=1

 

 

 

 

 

Д

 

Получили {Sn } – последовательность сумм (50).

 

Можно считать,

что площадь ступенчатой фигуры примерно

равна площади криволинейной трапеции

ST Sn .

Ошибка вычисления будет тем меньше, чем больше точек выби-

рается на [a,b]. Положим, по определению, что площадь криволиней-

ной трапеции равна

 

ST = lim Sn .

(51)

n→∞

 

 

 

 

Замечание. Предел(49) вычисляем при условии, что одновре-

менно с увеличением числа n выполняется условие max xk 0, то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ч сла точек xk

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

есть при увел чен

нужно следить за тем, чтобы все

дл ны отрезков [xk1

, xk ]

А

 

 

 

 

 

 

 

стремились к нулю.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

= x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

x

1

x =

 

 

a = x0

x1

x2

b = xn

 

 

 

 

 

 

 

2

b xn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. 21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 22

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На рис. 21 показано правильное расположение точек на [a,b], на

рис. 22 – неправильное,

т.к. [x1, x2 ]

 

при увеличении числа точек не

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

изменяет своей длины (условие max xk 0 не выполнено).

k

209

§28. Определение определенного интеграла и его

геометрический смысл

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пусть функция

y = f (x)

определена и непрерывна на отрезке

[a,b]. Аналогично тому, как это сделано в предыдущем параграфе, со-

ставим сумму

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sn

 

n

~

 

 

 

 

 

 

 

 

(52)

 

 

= f (xk )xk .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Будем называть Sn (52)

интегральной суммой.

на [a,b] назы-

Определённым интегралом от функции

y = f (x)

вается число, равное пределу

 

 

 

 

 

 

 

 

И

 

 

 

 

lim

n

 

~

 

 

 

 

 

 

 

 

f (xk )xk .

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

{x

0}k=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

Это число

 

 

 

символом

f (x)dx

 

или

f (x)dx. При

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

[a,b

]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

этом b – верхний предел, a – нижний предел интегрирования.

Итак, значение определенного интеграла по определению равно

 

 

b

f (x)dx

=

lim

n

~

)x

 

.

 

(53)

 

 

f (x

k

 

 

 

 

Аk

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

n→∞

k=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

{xk

0}

 

 

 

 

 

 

 

Геометр ческ й смысл определенного интеграла

 

обозначается

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = f (x)

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

a

 

 

b

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 23

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если f (x) 0 на [a,b], то определенный интеграл f (x)dx ра-

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

вен площади криволинейной трапеции ST

(рис. 23).

 

 

 

 

 

 

 

 

210