background image

 

CAŁKI OZNACZONE 

 

Definicja 

Podziałem odcinka 

 

b

a,

 na n części, gdzie 

N

n

, nazywamy zbiór 

n

x

x

x

P

,...,

,

1

0

 

przy czym 

b

x

x

x

a

n

...

1

0

 

Definicja 

Niech funkcja f  będzie ograniczona na przedziale 

 

b

a,

 oraz niech  P będzie podziałem  tego 

przedziału.  Sumą  całkową  funkcji  f  odpowiadającą  podziałowi  P  oraz  punktom  pośrednim  

*
k

, gdzie 

n

k

1

, tego podziału nazywamy liczbę  

 

n

k

k

k

def

P

f

x

x

f

R

1

*

,

 

gdzie 

1

k

k

k

x

x

x

 oznacza długość – tego odcinka podziału P

 
 

Definicja 

Niech  funkcja  f  będzie  ograniczona  na  przedziale 

 

b

a,

.  Całkę  oznaczoną  Riemanna 

z funkcji f na przedziale 

 

b

a,

 definiujemy wzorem: 

 

 

 

n

k

k

k

P

def

b

a

x

x

f

dx

x

f

1

*

0

lim

 

o  ile  po  prawej  stronie  znaku  równości  granica  jest  właściwa  oraz  nie  zależy  od  sposobu 
podziałów  P  przedziału 

 

b

a,

  ani  od  sposobów  wyboru  punktów  pośrednich 

*
k

,  gdzie 

n

k

1

 

Przyjmujemy 

 

0

def

a

a

dx

x

f

 oraz 

 

 

a

b

def

b

a

dx

x

f

dx

x

f

 dla a<b

 

Twierdzenie (warunek wystarczający całkowalności funkcji) 

Funkcja ograniczona na przedziale domkniętym oraz ciągła w nim z wyjątkiem co najwyżej 
skończonej liczby punktów nieciągłości pierwszego rodzaju, jest całkowalna. 
 

W

ŁASNOŚCI CAŁKI OZNACZONEJ

 

1.  Addytywność całek oznaczonych względem przedziału całkowania: jeżeli 

c

b

a

, to  

 

 

 

b

c

c

a

b

a

dx

x

f

dx

x

f

dx

x

f

 

2.  Stały czynnik można wyłączyć przed znak całki oznaczonej

 

 

b

a

b

a

dx

x

f

k

dx

x

f

k

 

3.  Addytywność całki względem sumy podcałkowej

   

 

 

b

a

b

a

b

a

dx

x

g

dx

x

f

dx

x

g

x

f

 

 
 

background image

 

 

Twierdzenie Newtona-Leibnitza 

Jeżeli jest funkcją pierwotną funkcji f, ciągłej na przedziale [a,b], to zachodzi wzór:  

 

   

a

F

b

F

dx

x

f

b

a

 

 

Twierdzenie (o całkowaniu przez części) 

Jeżeli funkcje u i są funkcjami zmiennej mającymi ciągłe pochodne na przedziale 

 

b

a,

, to  

   

   

   

b

a

b
a

b

a

dx

x

v

x

u

x

v

x

u

dx

x

v

x

u

 

 

Twierdzenie (o całkowaniu przez podstawienie) 

Jeżeli  g'(x)  jest  funkcją  ciągłą  a  g(x)  –  funkcją  rosnącą  w  przedziale  [a,b],  oraz  f(u)  jest 
funkcją ciągłą w przedziale [g(a), g(b)], to zachodzi następujący wzór : 

 

  

 

 

 

b

g

a

g

b

a

du

u

f

dx

x

g

x

g

f

 

 

C

AŁKI FUNKCJI NIEOGRANICZONYCH

 

Jeżeli  funkcja  f  jest  ograniczona  i  całkowalna  w  każdym  przedziale 

h

c

a

,

,  h  >  0  oraz 

w każdym przedziale 

b

k

c

,

> 0 i jeżeli istnieją granice: 

 

h

c

a

h

dx

x

f

0

lim

   oraz   

 

b

k

c

k

dx

x

f

0

lim

 

to sumę tych granic nazywamy  całką niewłaściwą funkcji w przedziale [a,b] i oznaczamy 
symbolem  

 

b

a

dx

x

f

 

Jeżeli  któraś  z  powyższych  granic  nie  istnieje,  to  mówimy,  że  całka  niewłaściwa  jest 
rozbieżna. 
 

C

AŁKI OZNACZONE W PRZEDZIALE NIESKOŃCZONYM

 

Jeżeli  funkcja  f  jest  ograniczona  i  całkowalna  w  każdym  przedziale  skończonym 

 

v

a,

,  

(– ustalone, – dowolne) oraz istnieje granica 

 



v

a

v

dx

x

f

lim

 

to  granicę  tę  nazywamy  całką  niewłaściwą  funkcji  f  w  przedziale 



,

a

  i  oznaczamy 

symbolem 

 



a

dx

x

f

 

Analogicznie  

 

 



b

u

u

b

dx

x

f

dx

x

f

lim

 

 
 
 

background image

 

D

ŁUGOŚĆ ŁUKU KRZYWEJ

 

Jeżeli  krzywa  wyznaczona  jest  równaniem  postaci  y=f(x),  przy  czym  funkcja  f  ma 
w przedziale 

 

b

a,

 ciągłą pochodną, to długość łuku w tym przedziale wyraża się wzorem: 

b

a

dx

dx

dy

L

2

1

 

 

P

OLE OBSZARU OGRANICZONEGO KRZYWYMI

 

Jeżeli  krzywe  wyznaczone  są  równaniami  y=f(x),  y=g(x)  przy  czym  funkcje  f,  g  mają 
w przedziale 

 

b

a,

  ciągłe  pochodne  oraz 

   

x

f

x

g

,  to  pole  trapezu  krzywoliniowego 

ograniczonego wykresami tych funkcji oraz prostymi x=a, x=b wyraża się wzorem: 

   

b

a

dx

x

g

x

f

P

 

 

O

BJĘTOŚĆ BRYŁY OBROTOWEJ

 

Niech dany będzie łuk AB krzywej o równaniu y=f(x) gdzie jest funkcją ciągłą i nieujemną 
w przedziale 

 

b

a,

. Wówczas objętość bryły obrotowej ograniczonej powierzchnią powstałą 

w wyniku obrotu łuku AB dookoła osi Ox wyraża się wzorem: 

b

a

dx

y

V

2

 

 

P

OLE POWIERZCHNI BRYŁY OBROTOWEJ

 

Niech dany będzie łuk AB krzywej o równaniu y=f(x) gdzie jest funkcją ciągłą i nieujemną 
w przedziale 

 

b

a,

.  Wówczas  pole  powierzchni  obrotowej  powstałej  przez  obrót  łuku  AB 

wokół osi Ox obliczamy według wzoru: 

b

a

dx

dx

dy

y

S

2

1

2

 

 

Literatura 

1.  M. Gewert, Z. Skoczylas: Analiza matematyczna 1. Definicje, twierdzenia, wzory
2.  M. Gewert, Z. Skoczylas: Analiza matematyczna 1. Przykłady i zadania. 
3.  W. Krysicki, L. Włodarski: Analiza matematyczna w zadaniach, część I.