Курс физики технического университета |
|||
| На главную | |||
| Молекулярная физика | |||
| Карта сайта | |||
Найти неопределённый интеграл
.
Решение.
Применим формулу интегрирования по частям:
. В данном случае:
. Подставляя эти выражения в формулу, получим:
.
ПРИМЕР 17. Вычислить интеграл
или установить его расходимость.
Решение.
Точка
является особой точкой, поскольку подынтегральная функция имеет в ней бесконечный разрыв. Поэтому:
- получили бесконечный предел.
Таким образом, данный интеграл расходится.
ПРИМЕР 18. Решить уравнение:
.
Решение.
Данное уравнение является дифференциальным уравнением первой степени с Разделяющимися переменными. Разделим переменные:
.
Проинтегрируем части последнего равенства:
.
Отсюда:
.
Окончательно имеем:
- общее решение данного уравнения.
ПРИМЕР 19. Решить уравнение:
.
Решение.
Данное дифференциальное уравнение относится к типу однородных дифференциальных уравнений
,
которые решаются с помощью подстановки
.
Отсюда:
.
После подстановки в исходное уравнение получим:
.
Это – уравнение с разделяющимися переменными. Разделяем переменные:
Интегрируя обе части, получим:
Используя обратную подстановку, получим:
Окончательно имеем обще решение в виде:
.
Теперь, чтобы найти частное решение, подставляем в общее решение начальное условие:
.
Искомое частное решение:
.
Задача 1. Вычислить
.
Решение. Интеграл можно свести к табличному (1), если сделать замену
. Дифференцируя обе части равенства, получим
, т.е.
. Интеграл определенный, поэтому необходимо изменить пределы интегрирования: если
, то
; если
, то
.
Следовательно,
Задача 2. Вычислить
.
Решение. Сведем данный интеграл к табличному (3), сделав замену переменной
. Тогда
Изменяем пределы интегрирования: если
, то
; если
, то
.
Получаем
Задача 3. Вычислить
.
Решение. Интеграл относится к группе интегралов:
,
,
, где
- многочлен степени п. Вычисление таких интегралов выполняется интегрированием по частям по формуле (17)
Если за и принять многочлен
, то в результате применения формулы (17) интеграл упростится (уменьшится степень многочлена).
Обозначим
Найдем
Тогда
Задача 4. Вычислить
.
Решение. Этот интеграл относится к группе интегралов вида
,
,
,
(
- многочлен степени п) и вычисляется по формуле интегрирования по частям (17). В результате применения этой формулы исходный интеграл упростится, если за и принимать функции
. Итак, положим
![]()
Тогда
Получаем
Задача 5. Вычислить
.
Решение. Выполним замену переменной:
Получим
В подынтегральном выражении выделим целую часть:
![]()
Тогда
В интеграле
сделаем замену:
,
при этом
Возвращаясь к переменной х, получим
Задача 6. Вычислить
.
Решение. Это интеграл вида
.
Одно из чисел m и n нечетное (в данном случае
), поэтому интеграл можно вычислить следующим образом. Преобразуем подынтегральное выражение
, следовательно, можно выполнить замену:
.
В результате получим
Задача 7. Вычислить
.
Решение. Это интеграл вида
с чётными m и n (в данном случае
). Воспользуемся формулой (19) понижения степени
,
получим
| На главную |