Материал: 4783

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

36

Задача № 2. Вычислить указанные определённые интегралы.

2dx

1.1 7 3x 3 .

Пользуясь правилом

 

f kx b dx

 

1

F

kx b C ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

табличным интегралом 1) и формулой Ньютона-Лейбница, получаем:

2

dx

2

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

7 3x

2

 

2

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 7 3x 3 dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 3x

3

3

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

7 3x

2

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

1

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

6 7

3 2

2

6 7 3 1

2

 

 

 

 

4

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 6

 

 

 

 

 

6

16

32

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

x cos 2x dx .

 

Интегрируя по частям, получаем:

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

udv uv

 

ba vdu

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 x cos 2x dx =

 

u x

 

dv cos 2xdx

=

x

 

sin 2x

 

 

4

1

 

4 sin 2xdx

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

2

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

du dx

 

v

sin 2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

=

sin

2

 

 

 

 

0

 

 

 

cos 2x

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

4

 

 

4

 

 

 

 

1

0

 

1

1

2 .

 

 

 

 

8

 

4

 

 

 

 

4

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

sin

 

1

cos

 

1

cos 0

 

8

2

4

2

4

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

37

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

3 x dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

 

ln

.

Пользуясь формулой замены переменной в определённом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

интеграле и учитывая, что ln1 0

и ln e 1,получаем:

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln x t

 

1

 

t4

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln3

x dx

=

 

dx

 

 

= t3dt

 

 

 

 

1

 

0

 

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

x

 

 

 

 

 

0

4

 

0

4

4

 

4

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e4

 

dx =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 e4

x

 

12

3 e4 4 e4 3 3 e0 e1

3 1 e 3 e 1 .

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При вычислении интеграла воспользовались 3-им правилом

интегрирования и табличным интегралом 4).

 

 

 

 

 

 

 

Задача № 3. Вычислить площадь фигуры, ограниченной линиями:

y x2 3x 5;

y x 2.

Найдём абсциссы точек пересечения графиков, заданных функций. Для этого объединим уравнения в систему

y x2 3x 5,y x 2.

Решая полученную систему уравнений, получаем:

x1 3;

x2 1.

38

Рис.1.

После построения графиков заданных функций получим фигуру (рис.1),

ограниченную прямой y x 2 и параболой y x2 3x 5.

Площадь фигуры, изображённой на рис.1, вычисляется по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S f2 (x) f1(x) dx ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

 

f

2

(x) x 2,

f (x) x2

3x 5, следовательно,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

x 2 x2 3x 5 dx x2 2x 3 dx

 

x

 

x2

3x

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

3

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

( 3)3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2

1

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

1 3

 

 

( 3)

 

3 ( 3)

 

 

2

9 9

9 10

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

3

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

3

 

Задача № 5. Вычислить объём тела, полученного при вращении вокруг оси Ox фигуры, ограниченной линиями:

2

2

 

 

x

 

y

1,

x 6.

2

2

3

2

 

 

39

Первое уравнение задаёт гиперболу, а уравнение x 6 задаёт вертикальную прямую. После их построения, получаем фигуру, ограниченную гиперболой и вертикальной прямой.

Рис.2.

Пользуясь формулой для вычисления объёма тела вращения

b

VOx f 2 (x) dx ,

a

находим объём тела (рис.2), образованного вращением нашей фигуры вокруг

оси Ox :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

4

 

2

 

 

 

4

 

x3

 

 

6

 

4

 

63

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VOx

 

3

 

 

x

 

4

dx

 

 

 

4x

 

 

 

 

 

 

4 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

9

 

3

 

 

3

 

9

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

 

 

3

 

 

4

 

3

4 3 8 8 16 (куб. ед.)

9

3

 

 

 

Задача № 8. Вычислить приближённо определённый интеграл с помощью формулы прямоугольников, формулы трапеций и формулы Симпсона, разбив отрезок интегрирования на n частей. Все вычисления производить с точностью до 0,001.

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 9 x2 dx,

n 8.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разобьём отрезок интегрирования

[–2;6]

 

на 8

равных частей с шагом

h

6 ( 2)

1

точками x 2,

x

 

1,

 

x

 

0,

x 1,

 

x

2,

x 3,

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

3

 

4

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x6 4,

x7 5,

 

 

x8 6 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вычислим

значения

функции

 

y 4 9 x2

в

этих

точках:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yi y(xi ), i 0;8.

Запишем результаты вычислений в таблицу:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

0

 

1

 

 

2

3

 

 

 

4

 

 

 

5

 

6

 

 

 

7

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xi

 

-2

 

-1

 

0

1

 

 

 

2

 

 

 

3

 

4

 

 

 

5

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yi

 

1,899

 

1,778

 

1,732

1,778

 

1,899

 

 

2,060

2,236

 

2,415

2,590

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Запишем формулы приближённого вычисления интеграла для случая

разбиения отрезка интегрирования на 8 частей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формулы прямоугольников:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y(x) dx h y0

y1

y2

... y7 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y(x) dx h y1

y2

y3

... y8 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формула трапеций:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

y

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y(x) dx h

0

 

 

8

y1

y2 ... y7

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a