Материал: 2231

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

Приложение 12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица производных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. c′ = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. (ctgx) = −

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. (xm )= mxm1;

 

 

 

 

 

sin2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. (arcsin x)=

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x)= 1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x2

 

 

 

(

 

)=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

.

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. (arccos x)= −

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. (ax )= ax ln a;

 

 

 

1 x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(ex )= ex .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11. (arctgx)=

 

 

 

1

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И1 + x

4. (loga x)=

 

 

 

1

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xln a

 

 

 

12. (arcctgx)

 

= −

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + x2

 

 

 

(ln x)=

1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. (sin x)

= cos x.

 

 

 

-----------------------------------------

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

(uv)

= u v + uv ;

 

 

 

 

 

 

6. (cos x)= −sin x.

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

u v uv

 

 

 

;

 

 

 

 

 

С

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. (tgx)=

 

 

2

 

x

.

 

 

 

 

v

 

 

 

 

v2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos

 

 

 

 

 

 

f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(u) =

fu

 

u .

 

 

 

 

 

 

 

326

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица интегралов

 

 

 

 

 

 

1.

0dx = C .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

1dx = dx = x + C .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

x

n

 

dx =

 

 

 

xn+1

 

 

+ C,

 

 

 

n

≠ −1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

 

= ln

 

x

 

 

+ C, x 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ax

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

a

x

dx =

 

 

 

+ C, a > 0, a 1;

 

 

 

 

 

ln a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ex dx = ex

 

+ C .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

cos xdx = sin x + C .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

sin xdx = −cos x + C .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

 

 

dx

 

 

 

= tgx + C .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos

б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

 

 

dx

 

 

= −ctgx + C .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

=

 

1 arctg

x

+ C = −

1 arcctg

x

 

+ C,

 

a 0 .

x

2

 

 

 

2

 

 

a

a

 

 

 

 

 

 

 

+ a

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

x a

 

+ C,

 

a 0,

 

x ≠ ±a .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

ln

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

a

 

 

 

 

 

 

2a

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x + a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

= arcsin

 

x

+ C = −arccos

x

+ C,

 

x

 

< a, a 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13.

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

= ln

x +

 

x

2

 

+ a

+ C, a

0, x ≠ ± − a .

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

+ a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и-----------------------------------------------

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

udν

 

= uν

 

 

 

νdu.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

327

мно-

Приложение 14

Вычисление неопределенного интеграла

I. Замена переменной. Пусть функция f (u) на множестве [a,b] имеет первообразную F(u). Пусть u = ϕ(x)функцияИ, имеющая на

[c,d] производную и принимающая на этом сегменте значения, не

выходящие из [a,b]. Верна формула

f (ϕ(x)) ϕ'(x)dx = F(ϕ(x))+ C .

Линейная замена переменных:

f (a x + b)dx = 1 F(a x + b)+ C .

n

Дn

 

a

II. Формула интегрирования по частям: udν = uν νdu.

Простейшие виды интегралов, вычисляемых по частям:

1.

xn sinxdx.

 

2.

 

xn cosxdx.

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

 

 

 

u

3.

xn ax dx.

 

4.

xn log xdx.

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

xn arctgxdx.

 

6.

xn arcctgxdx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

 

 

 

 

u

7.

x arcsinxdx.

 

8.

x arccosxdx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

 

 

 

 

u

9.

ex cosxdx.

 

10.

ex sinxdx.

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

 

 

 

u

 

 

 

 

А

III. Интегр рован е рациональных дробей.

Рац ональная

вида

P(x)

, где Р(х), Q(х)– много-

 

 

 

 

дробь

 

 

 

 

Q(x)

членыинтеграл.

Рац ональная дробь называется правильной, если степень

гочлена ч сл теля меньше степени многочлена знаменателя.

войство:

 

 

 

от правильной рациональной дроби

P(x)

 

 

 

 

Q(x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

может быть представлен в виде суммы интегралов от элементарных

дробей:

 

 

 

t = x + a;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

dx

 

 

=

dt

= ln

 

t

 

+ C = ln

 

x + a

 

+ C.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сx + a

 

dx = dt.

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

328

Продолжение прил. 14

IV. Интегрирование тригонометрических функций.

2.

 

 

dx

 

 

t = x + a;

 

=

dtα

= tα dt =

tα +1

 

+ C =

 

 

 

 

 

 

(x + a)

α

 

dx = dt.

α +1

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

1

 

 

 

 

+ C, α 1.

 

 

 

 

 

 

(1α)(x + a)α 1

 

ax + b

 

 

3.

 

 

 

ax + b

 

 

dx;

 

 

 

4.

 

 

dx;α 1.

 

x

2

 

 

 

 

 

(x

2

α

 

 

 

+ px + q

 

 

 

 

 

 

+ px + q)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

1. Универсальная тригонометрическая подставка (УТП):

t = tg

x

;

dx =

2dt

 

;

 

 

 

И

 

 

 

 

2

 

1+ t2

 

 

 

 

sin x =

 

 

 

2t

; cos x

=

1t2

.

 

1

+ t2

1

+ t2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Интегралы вида sinm x cosn xdx :

а) если m – нечетное положительное целое число, то применяют

подстановку

 

t = cos x; dt = −sin xdx

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

 

n – нечетное положительное целое число, то применяют

 

 

 

 

 

 

 

А

 

подстановку

 

t = sin x; dt

= cos xdx

;

 

 

 

 

 

 

в)

 

m n – четные положительные целые числа, то исполь-

зуют тр гонометр ческ е формулы

 

 

 

 

 

 

 

б1

 

 

2

 

 

1

sin x cos x

=

2 sin 2x;

 

cos

 

x =

2 (1+ cos 2x) ;

sin2 x =

1

(1cos 2x) ;

 

 

 

sin2 x + cos2 x = 1.

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

еслиm

xdx и ctg

m

xdx,m Z+ вычисляют, используя

3. Интегралы tg

 

формулы tg

2 x =

 

1

 

1; ctg2 x =

1

 

 

1.

cos2

x

sin2

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Интегралы

sin mxcosnxdx; cosmxcosnxdx; sin mxsin nxdx

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вычисляют, используя формулы

329

330

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Окончание прил. 14

 

 

 

 

 

 

 

sinα cos β

=

1

 

(sin(α + β ) + sin(α β ));

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cosα cos β

=

1

(cos(α + β ) + cos(α β ));

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sinα sin β

= 1 (cos(α β ) cos(α + β )).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V. Интегрирование иррациональных функций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

S

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ax

+ b

2

ax + b

n

ax + b

 

 

1. Интеграл вида

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

;...;

 

 

 

 

 

f x;

 

 

 

 

cx + d

 

 

cx + d

 

 

 

 

dx , где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cx + d

a,b,c,d R; Si – рациональные числа; f – рациональная функция, вы-

числяется с помощью подстановки

ax + b = t S , здесь S – наименьшее

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cx + d

 

 

 

И

общее кратное чисел {Si }. При этом все корни, присутствующие в п о-

дынтегральной функции, выразятся через t рационально.

 

 

2. Иррациональные функции,

содержащие корни вида

C ± x2

,

интегрируют, применяя тригонометрическиеДподстановки:

 

 

а) для

 

интеграла f (x;

 

a2

x2

)dx

используют подстановку

 

x = asint;

 

 

 

и формулу

 

a2 a2 sin2 t = a2 cos2 t ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx = acostdt.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) для

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нтеграла f (x;

 

 

a2

 

+ x

2 )dx

 

используют подстановку

 

x = atgt;

 

2

 

2

2

 

 

 

 

 

a2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

; бa + a tg t =

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx =

 

dt.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos2 t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) для

нтеграла f (x;

 

 

 

x2

 

a2

)dx используют подстановку

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

x =

cost

;

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

a2

 

a2

= a2 sin2 t .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos2 t

 

 

 

 

 

 

dx =

a sin t

 

dt.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos2 t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos2 t