Matematyka (24 strony id 282823 Nieznany

background image

Pojęcia całki - jest to działanie odwrotne do pochodnej.

=

+

=

= ⋅

+

+

f

x

x

x

F x

F x

x

x

C

( )

( )

?

( )

5 2

6

5

3

3

6

2

Obliczyć całkę to odpowiedzieć na pytanie jak wyglądała funkcja która ma taką pochodną.

gdzie stała C może byc dowolną liczbą

f x dx

F x

C

F x

f x

( )

( )

( )

( )

=

+

=

Wzory:

1.

xndx

xn

n

C

n

=

+

+

+

≠ −

1

1

1

dla

2.

gdy x = -1 to

1

x

dx

x C

=

+

ln| |

3. Cf x dx

C f x dx

( )

( )

=

4.

(

)

f x

g x dx

f x dx

g x dx

( )

( )

( )

( )

±

=

±

5.

1

1

1

x

dx

x

dx

C

=

+

ln(

)

Przykład:

1

5 2

1

5

2

5

3

3

1

1

2

1

1

2

5

3

3

3

2

3

2

x

x

x dx

x

dx

x dx

xdx

x

x

x

C

x

x

x

C

+

+



=

+

+

=

+ ⋅

+

+ =

=

+

+

+

ln| |

ln| |

Przykład:

(

)

x

dx

xdx

dx

x

x

C

x

x

C

+

=

+

=

+

+

+

+ =

+ +

1

1

2

2

0 1

0

1

2

2

Przykład:

background image

3 5

5

2

1

3

1

5

5

2

1

2

+

+

+

=

+

+

− +

=

x

x

x

dx

dx

x dx

x

x

=

+

+

+

+

+

+

− +

− +

+

− +

− +

+ =

+

+ −

− +

+ =

3

0 1

0

1

1

5

1

1

1

5

5

2 1

2

1

1

2

1

1

2

1

3

5

6

6

5

5

1

1

2

1

2

x

x

x

x

C

x

x

x

x

C

(

)

=

+

− − +

+

3

5

6

6

5

5

1

2

1

2

x

x

x

x

C

Przykład:

1

1

1

1

1

x

dx

x

t

x

dx

dx

dt

=

− =

− ′ =

=

podstawiamy

liczymy pochodną stronami:

(

)

(

)

1

1

1

x

dx

dt

t C

x

dx

C

=

=

+ =

+

1

t

ln| |

ln(

)

Przykład:

1

3

2

3

2

3

3

x

dx

x

t

dx

dt

dx

dt

+

=

+

=

=

=

podstawiamy

liczymy pochodną stronami:

(

)

1

3

1

3

1

1

3

1

3

3

2

t

dt

t

dt

t C

x

C

=

=

+ =

=

+ +

ln| |

ln|

|

Przykład:

(

)

3

5

3

5

3

3

x

dx

x

t

dx

dt

dx

dt

+

=

+

=

=

=

podstawiamy

liczymy pochodną stronami:

(

)

(

)

(

)

3

5

1

3

1

3

1

2

1

3

1

2

1

1

2

1

1

3

2

3

3

2

2

9

3

2

2

9

3

5

3

2

x

dx

dx

t dt

t dt

t

C

t

C

t

C

x

C

+

=

=

=

= ⋅

+

+

+ = ⋅ ⋅

+ =

+ =

=

+

+

t

Przykład:

background image

x

x

dx

x

t

x dx

dt

dx

dt

2

3

5

3

5

3

2

3

+

=

+

=

=

=

podstawiamy

liczymy pochodną stronami:

x2

(

)

=

=

= ⋅

+

+

+ = ⋅ ⋅

+ = ⋅

+

+

t

dt

t

t dt

t

C

t

C

x

C

1

3

1

2

1

3

1

2

1

1

2

1

1

3

2

3

2

3

2

9

3

5

3

2

Uproszczenia możliwe w obliczeniach:

Uproszczenie 1.

Wyprowadzenie:

Rozwiążmy poniższy przykład:

1

2

1

2

1

2

2

x

dx

x

t

dx

dt

dx

dt

+

=

+ =

=

=

podstawiamy

liczymy pochodną stronami:

(

)

=

=

+ +

1

2

1

2

2

1

t

dt

x

C

ln|

|

Uproszczenie 1.

Końcowy wzór:

Jeżeli w mianowniku jest funkcja a w liczniku

jest pochodna tej funkcji

to całka jest równa:

ln| ( )|

f x

C

+

Przykład1:

(

)

(

)

1

2

1

1

2

2

2

1

1

2

2

2

1

1

2

2

1

x

dx

x

dx

x

dx

x

C

+

=

+

=

+

=

+ +

ln|

|

Przykład2:

1

2

5

1

2

2

2

5

1

2

2

2

5

1

2

2

5

x

dx

x

x

dx

x

x

dx

x

C

+

=

+

=

+

=

+ +

ln|

|

Uproszczenie 2.

Wyprowadzenie:

Rozwiążmy następujący przykład:

dx

x

x

2

5

6

+

+

Nie możemy zastosować poznanych wcześniej wzorów. Stosujemy metodę rozkładu na ułamki proste.
Sprowadzamy mianownik do postaci rozłożonej.

∆ =

=

=

b

ac

2

4

25

24

1

∆ =

1

x1

5 1

2

3

= − − = −

x1

5 1

2

2

= − + = −

background image

dx

x

x

dx

dx

x

x

x

x

dx

dx

x

x

dx

2

5

6

1

2

3

2

+

+

=

=

+

+

(

)(

)

(

)(

)

Gdyby wyrażenie:

1

3

2

(

)(

)

x

x

+

+

można było przedstawić jako sumę dwu wyrażeń

A

x

B

x

(

)

(

)

+

+

+

3

2

to można by było zastosować znane już wzory.

Zakładamy, że są takie wartości A i B które spełniają te wyrażenia. Dokonajmy więc przekształcenia takiej sumy
wyrażeń:

1

3

2

3

2

2

3

3

2

2

3

3

2

2

3

3

2

(

)(

)

(

)

(

)

(

)

)

(

)(

)

(

)(

)

(

)

(

)(

)

x

x

A

x

B

x

A x

B( x

x

x

Ax

A

Bx

B

x

x

x A

B

A

B

x

x

+

+

=

+

+

+

=

+

+

+

+

+

=

+

+

+

+

+

=

+

+

+

+

+

czyli:

1

3

2

2

3

3

2

(

)(

)

(

)

(

)(

)

x

x

x A

B

A

B

x

x

+

+

=

+

+

+

+

+

Jeżeli strony równania są równe przy jednakowych mianownikach, więc liczniki są też równe. Możemy więc
napisać:

1

2

3

=

+

+

+

x A

B

A

B

(

)

Obliczamy wartość A i B dla których równanie będzie prawdziwe. Aby „x” nie miał wpływu na wyrażenie musi
być spełniony warunek :

x(A+B) = 0

będzie to zawsze spełnione gdy:

A + B = 0

Przy takim warunku całe wyrażenie 1

2

3

=

+

+

+

x A

B

A

B

(

)

będzie prawdziwe gdy 2A+3B = 1

Możemy napisać układ równań z których wyliczymy wartość A i B :

A

B

A

B

+ =

+

=

0

2

3

1

| (-2)

− =

+

=

+ =

=

2

2

0

2

3

1

0

1

1

A

A

B

B

B

A

B

A

A

+ =
+ =

= −

0

1

0

1

Całe nasze wyrażenie przybierze postać:

dx

x

x

dx

x

dx

x

dx

x

dx

x

dx

x

x

C

(

)(

)

ln|

| ln|

|

+

+

=

+

+

+

=

+

+

+

=

+ +

+ +

3

2

1

3

1

2

1

3

1

2

3

2

Uproszczenie 2.

Końcowy wzór:

background image

dx

x

x

dx

x

x

C

(

)(

)

ln|

| ln|

|

+

+

= −

+ +

+ +

3

2

3

2

Temat:

Pojęcia całki - część dalsza

Wzory:

e

x

dx

e

x

C

=

+

sin

cos

xdx

x

C

= −

+

cos

sin

xdx

x

C

=

+

tgxdx

x

x

dx

=

=

sin

cos

cos

sin

sin

x

t

xdx

dt

xdx

dt

=

=

= −

obl. pochodną z obu stron

= −

= −

+

= −

+

dt

t

x C

tgxdx

x C

ln|cos |

ln|cos |

f x g x dx

g x F x

F x g x dx

( ) ( )

( ) ( )

( ) ( )

=

Przykład:

x e xdx

f x

e x

F x

e x

g x

x

g x

x

x e

x

dx

x e

x

xe

x

dx

2

2

2

2

2

2

=

=

=

=

=

- mamy tu całkę z mnożenia

- mamy tu następną całkę z mnożenia, postępujemy podobnie

( )

( )

( )

( )

f x

e x

F x

e x

g x

x

g x

( )

( )

( )

( )

=

=

=

=

1

=

=

=

=

+

x e x

xe xdx

x e x

xe x

e xdx

x e

x

xe

x

e

x

C

2

2

2

2

2

2

background image

Przykład:

x

x dx

f x

x

F x

x

g x

x

g x

x

3

3

4

4

1

ln

( )

( )

( )

ln

( )

- mamy tu całkę z mnożenia

=

=

=

=

=

=

=

− ⋅

+

x

x

x

x

dx

x

x

x dx

x

x

x

C

4

4

4

4

1

4

4

1

4

3

4

4

1

4

4

4

ln

ln

ln

=

Przykład:

ln

ln

ln

x dx

x dx

x dx

- nie mamy wzoru na taką całkę, ale możemy ją zapisać jako:

=

∫ 1

mamy więc całkę z mnożenia :

Rozwiązujemy ją w znany sposób:

1

1

1

1

=

=

=

=

ln

ln

( )

( )

( )

ln

( )

x dx

x dx

f x

F x

x

g x

x

g x

x

= ⋅

=

=

− +

x

x

x

x

dx

x

x

dx

x

x

x

C

ln

ln

ln

1

=

= ⋅

=

=

− +

x

x

x

x

dx

x

x

dx

x dx

x

x

x

C

ln

ln

ln

ln

1

=

Przykład:

x

x dx

f x

x

F x

x

g x

x

g x

sin

( )

sin

( )

cos

( )

( )

- mamy tu całkę z mnożenia

=

= −

=

=

1

= − ⋅

− ⋅

+

=

= − ⋅

+

+

x

x

x dx

x

x

xdx

x

x

x

C

cos

( cos )

cos

cos

cos

sin

1

=

1

1

2

+

=

+

x

dx

arctgx

C

Wzór do zapamiętania!

background image

Co to jest arctg? tg

arctg

30

0

3

3

3

3

30

0

=

=

tg

arctg

450

1

1

450

=

=

Przykład:

dx

x2

4

+

dx - wykorzystamy powyższy wzór:

dx

x

dx

x

dx

x

x

t

x= t

dx= dt

2

4

4

2

4

1

1

4

2

2

1

2

2

2

+

=

+

=



+

=

=

dx

dx

dx

| 2

=

+

=

+

=



+

1

4

2

2

1

1

2

2

1

1

2

2

dt

t

dt

t

arctg

x

C

dx

dx

Przykład:

dx

x

dx

x

dx

x

x

t

dx

dt

dt

dt

t

arctg

x

C

2

2

5

2 2

5

1

2

5

2

1

2

5

2

5

5

2

5

2

2

1

5

2

2

5

+

+





+

=

⋅ =

=

= ⋅

+

= ⋅





+

dx =

1

5

dx =

1

5

dx

dx =

1

5

dx

1

5

Matematyka.

Ćwiczenia - Rozwiązywanie całek..

Przykład:

3

2

5

7

1

3

2

5

7

1

1

x

x

x

x dx

x

xdx

dx

x

dx

x x dx

+ − +



=

+

=

background image

=

+ =

+

3

3

3

5

2

2

7

3

2

3

2

3

5

2

2

7

2

3

3

2

x

x

x

x

x

C

x

x

x

x

x

C

ln| |

ln| |

Przykład:

7 3

21

5

1

2

5

7

3

21

1

5

2

5

1

2

7

4

4

21

2

2

x

x

x

x

x

dx

x dx

xdx

x dx

x

x

x

x

C

+

+

=

+

+

=

+

Przykład:

1

2

1

2

1

2

2

1

2

1

2

1

2

1

2

2

1

x

dx

x

t

dx

dt

dx

dt

t

dt

dt

t

t C

x

C

+

=

+ =

=

=

=

=

=

+ =

=

+ +

.

(

)

ln| |

ln|

|

podstawiamy

liczymy pochodną stronami:

Przykład:

6

5

7

6

6

5

7

5

7

5

6

1

5

6

5

1

6

5

6

5

5

7

x

dx

x

dx

x

t

dx

dt

t

dt

t

dt

t

C

x

C

=

=

− =

=

=

=

=

+ =

=

− +

podstawiamy

liczymy pochodną stronami:

5dx = dt

ln

ln|

|

Przykład:

(

)

7

9

7

9

7

7

1

7

1

2

1

7

3

2

3

2

1

7

2

3

3

2

2

21

7

9

3

2

x

x

t

dx

dt

dx

dt

t dx

t

C

t

C

x

C

+ =

+ =

=

=

=

= ⋅

+ = ⋅ ⋅

+ =

=

+

+

podstawiamy

liczymy pochodną stronami

Przykład:

background image

(

)

1

2 3

9

1

2

1

3

9

1

2

3

9

3

3

x

dx

x

dx

x

t

dx

dt

dx

dt

+

=

+

=

+ =

=

=

podstawiamy

liczymy pochodną stronami:

(

)

=

=

= ⋅ ⋅

− +

− +

+ = ⋅ ⋅

+ = ⋅ ⋅ ⋅

+ =

= ⋅

+

+

1

2

1

1

2

3

1

2

1

2

1

2

1

3

1

2

1

1

2

1

1

2

1

3

1

2

1

2

1

2

1

3

2

1

1

2

1

3

3

9

1

2

t

dt

t

dt

t

C

t

C

t

C

x

C

Przykład:

1

1

2

(

)(

)

..............................

x

x

dx

+

=

??????????????????????????????????

=

+

=

1

3

1

1

1

3

1

2

(

)

(

)

x

dx

x

dx

=

+ +

1

3

1

1

3

2

ln|

|

ln|

|

x

x

C

Przykład:

2

1

2

6

5

36

20

16

4

1

6

4

2

1

2

6

4

2

5

2

1

2

6

5

2

1

1

5

2

1

1

5

2

1

5

2

5

1

1

5

x

x

x

dx

x

x

x

x

dx

x

x

x

dx

A

x

x

dx

B

x

Ax

x

dx

B

x

Ax x

B x

x

x

dx

+

=

=

=

=

= − =

= + =

+

=

=

+

= ⋅

+

=

− +

=

x

(

)(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)(

)

=

+

+ =

− = −

=

= −

=

=

+

=

+

=

A x

Ax

Bx

B

x

x

B

A

B

A

A

dx

x

dx

dx

x

dx

2

2

10

1

5

2

5

1

4

1

1

4

2

1

4

2

1

4

5

2

1

4

1

5

(

)(

)

??????????????????

............................................

A

dodajemy stronami

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _

B

-

1

4

x - 1

-

1

4

1

x - 1

= -

1

4

ln|

|

ln|

|

x

x

C

− +

− +

1 2

1

4

5

background image

Przykład:

dx

x

x

x

x

x

x

A

x

B

x

C

x

A x

x

B( x

x

C x

x

x

x

x

(

)(

)(

)

(

)(

)(

)

(

)(

)

)(

)

(

)(

)

(

)(

)(

)

+

+

=

+

+

=

+

+

+

+

=

+

+

+

+

+

+

+

+

=

1

1

2

1

1

1

2

1

1

2

1

2

1

2

1

1

1

1

2

=

+

+ +

+

+

− −

+

+

+

=

+

+

+

+

+

+

+

=

=

+

+

+

+

+

+

+

=

+ +

+

+

+

+

+

=

A(x

x

x

B( x

x

x

C x

(x

)(x

)(x

)

(Ax

Ax

A

Bx

Bx

B

Cx

C

(x

)(x

)(x

)

Ax

Ax

A

Bx

Bx

B

Cx

C

(x

)(x

)(x

)

x

A

B

C

x

A

B

A

B

C

(x

)(x

)(x

)

2

2

2

2

2

2

2

1

1

1

2

2

3

2

2

2

2

1

1

2

2

3

2

2

2

2

1

1

2

2

3

2

2

1

1

2

)

)

(

)

)

(

)

(

)

(

)

(

)

Jeżeli ułamki:

1

1

1

2

2

3

2

2

1

1

2

(

)(

)(

)

(

)

(

)

x

x

x

x

A

B

C

x A

B

A

B

C

(x

)(x

)(x

)

+

+

=

+ +

+

+

+

+

+

są równe to i liczniki tych ułamków są równe. Możemy więc napisać:

x

A

B

C

x A

B

A

B

C

2

3

2

2

1

(

)

(

)

+ +

+

+

+

− =

Obliczamy wartość A, B, C

A + B + C = 0
3A + B + 0 = 0
2A - 2B - C = 1
______________

Z drugiego równania obliczamy B:

B = -3A

A - 3A + C = 0

2A - 2(-3A) - C = 1
__________________

-2A +C = 0
8A - C = 1
_______________
6A = 1
A = 1/6

B = -3A = - 3(1/6) = - 1/2
B = - 1/2

A + B + C = 0

A + B = - C

1

6

1

2

1 3

6

+ − = −

− = −

C

C

− = −

=

1

3

1

3

C

C

background image

A

=

= −

=

1

6

1

2

1

3

B

C

Nasze równanie przybierze więc postać:

dx

x

x

x

x

dx

x

dx

x

dx

x

x

x

C

(

)(

)(

)

(

)

(

)

(

)

ln|

|

ln|

|

ln|

|

+

+

=

+

+

+

+

=

=

+

+

+ +

1

1

2

1

6

1

1

2

1

1

3

2

1

6

1

1

2

1

1

3

2

Przykład:

(

)(

)

5

7

4

256

5

7

2

16

2

16

5

7

4

4

2

16

x

x

dx

x

x

x

dx

x

x

x

x

dx

=

+

=

+

+

=

(

)

(

)(

)

(

)(

)

=

+

+

+

+
+





=

+

+

+

+

+

+

+

+

+

=

A

x

B

x

Cx

D

x

dx

A x

x

B x

x

Cx

D x

x

x

x

x

dx

4

4

2

16

4

2

16

4

2

16

4

4

4

4

2

16

(

)(

)

(

)

(

)(

)

=

+

+

+

+

+

+

+

+

=

4

2

16

64

3

4

2

16

64

3

16

2

16

4

4

2

16

Ax

A

A

Bx

Bx

Bx

B

Cx

Cx

Cx

D

x

x

x

dx

(

)(

)

=

+ +

+

+

+

+

+

+

+

=

x

A

B

C

x

A

B

D

x

A

B

C

A

B

D

x

x

x

dx

3

2

4

4

16

16

16

64

64

16

4

4

2

16

(

)

(

)

(

)

Aby obliczyć wartości A, B, C, D, piszemy układy równań:

A

B

C

A

B

D

A

B

C

A

B

D

+ + =

+ =

+

=

= −

0

4

4

0

16

16

16

5

64

64

16

7

16

16

Dodajemy pierwsze i trzecie równanie :

16

16

16

0

16

16

16

5

32

32

5

A

B

C

A

B

C

A

B

+

+

=

+

=

+

=

Dodajemy drugie i czwarte równanie :

64

64

16

0

64

64

16

7

128

128

7

A

B

D

A

B

D

A

B

+

=

= −

= −

W wyniku tych działań otrzymujemy dwa równania:

background image

32

32

5

128

128

7

128

128

20

128

128

7

256

13

13

256

A

B

A

B

A

B

A

B

A

A

+

=

= −

+

=

= −

=

=

4

Z równania 32

32

5

A

B

+

=

obliczamy B

32

13

256

32

5

13

8

32

5

5

13

8

32

40

13

8

32

27

8 32

27

256

27

256

+

=

+

=

=

=

=

=

=

B

B

B

B

Z równania A + B + C = 0 obliczamy C

C

A

B

C

= − − = − −

= − −

= −

= −

13

256

27

256

13

27

276

40

256

40

256

Z równania 4A - 4B + D = 0 obliczamy D

4

13

256

4

27

256

0

13

64

27

64

0

13

64

27

64

14

64

7

32

7

32

+ =

+ =

= −

+

=

=

=

D

D

D

D

Podstawiamy obliczone wartości A, B, C, D do równania:

A

x

B

x

Cx

D

x

dx

x

dx

x

dx

x

x

dx

x

dx

x

dx

x

x

dx

+

+

+

+
+





=





+

+





+

+

+





=

=



+

+



+

+

+





=

4

4

2

16

13

256

4

27

256

4

40

256

7

32

2

16

13

256

1

4

27

256

1

4

40

256

7

32

2

16

13

256

4

27

256

4

40

256

7

32

2

16

ln|

|

ln|

|

x

x

x

x

dx

+

+

+

+

+





a

b

background image

( )

( )

= + +

+

+





= + +



+

+

= + +

+

+

+





=

= + +

+





+

+



a

b

x

x

dx

a

b

x

x

dx

a

b

x

x

x

dx

a

b

x

x

dx

x

40

256

7

32

2

16

40

256

1

2

2

7

32

2

16

40

512

2

2

16

7

32

2

16

40

512

2

2

16

7

32

2

16

= + + −

+

+

+

=

dx

a

b

x

x

dx

x

dx

40

512

2

2

16

7

32

1

2

16

= + + −

+

+

+





= + + +

+

=

= + + +



+

=

=

=

=

= + + +

+

a

b

x

x

dx

a

b

c

x

dx

a

b

c

dx

x

x

t x

t dx

dt

a

b

c

dt

t

40

512

2

16

7

32

1

2

16

7

32

1

16

2

16

1

7

32

1

16

4

2

1

4

4

4

7

32

1

16

4

2

1

ln|

|

podstawiamy





= + + +

+





= + + +

= + + +

=

= + + +

a

b

c

dt

t

a

b

c

arctgt

a

b

c

arctg

x

a

b

c

arctg

x

7

32

4

16

2

1

7

32

1

4

7

32

1

4

4

7

128

4

Przykład:

dx

x

dx

x

dx

x

x

t

x

t

dx

dt

dt

t

dt

t

arctgt

C

arctg

x

C

2

7

7

2

7

1

1

7

7

2

1

7

7

7

7

1

7

7

2

1

7

7

2

1

7

7

7

7

7

+

=

+

= ⋅



+

=

=

=

=

= ⋅

+

=

+

=

=

+ =

+

c

background image

Przykład:

( )

dx

x

dx

x

x

t

x

t

dx

dt

dt

t

dt

t

arctgt

C

arctg

x

C

2

2

1

2

2

1

2

2

2

2

2

1

1

2

2

1

1

2

1

2

2

+

=

+

=

⋅ =

=

=

=

+

=

+

=

=

+ =

+

|

|

Przykład:

dx

x

dx

x

dx

x

x

t x

t

dt

dt

dt

t

dt

t

arctgt

C

arctg

x

C

3

2

5

5

3

5

2

1

1

5

3

5

2

1

3

5

3

5

3

5

5

3

1

5

5

3

2

1

1

5

5

3

2

1

1

5

5

3

1

5

5

3

5

3

+

=





+





=





+

⋅ =

=

=

=

=

+

= ⋅

+

=

=

+ =

+

dx

dx

|

|

Przykład:

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

dx

x

x

a

ab

b

x

x

x

x

x

x

x

dx

x

x

dx

x

dx

x

dx

x

x

t

x

t

x

2

6

24

2

2

2

2

2

6

24

2

6

9

15

2

6

9

15

3 2

15

2

6

24

3 2

15

15

3

15

2

1

1

15

3

15

2

1

3

15

3

15

3

15

15

+

+

=

=

+

+

+

+

=

+

+ +

=

+

+ +

=

+

+

=

+

+

=

+

+

=

+

+

=

+



+

=

+

=

+ =

+ =

a + b

( )

t

x

dt

dt

t

arctg t

C

arctg

x

C

arctg

x

C

d

+

=

=

+

=

+ =

+

+

=

+

15

15

1

15

15

15

2

1

1

15

15

15

1

15

15

15

3

15

15

15

3

15

.........................

| |

|

|

|

|

background image

Temat:

cd całki.

Powtórka:

1

1

2

+

=

+

x

dx

arctgx

C

Przykład:

dx

x

x

2

3

7

9

28

19

+

+

= −

= −

delta ujemna, do rozwiązania należy wykorzystać inną metodę.

Wykorzystać można wzór:

(

)

a

b

a

ab

b

+

=

+

+

2

2

2

2

dx

x

x

dx

x

x

dx

x

x

dx

dx

x

dx

x

x

t

x

2

3

7

2

2

3

2

9

4

9

4

7

3

2

2

19

4

4

19

3

2

2

19

4

19

4

4

19

3

2

2

19

4

1

4

19

3

2

19

2

2

1

3

2

19

2

3

2

19

2

+

+

+ ⋅

+ − +

=

+



+

=

+



+

=

+



+

=

=

+

+

+

=

+ =

=

podstawiamy za

t

dx

dt

=

19

2

=

+

=

+

=

+

+

4

19

19

2

2

1

4

19

19

2

2

1

2 19

19

2

3

2

19

2

dt

t

dt

t

arctg

x

C

Przykład:

5

7

2

7

20

x

x

x

dx

+

+

+

=

Przypomnienie wzoru:

=

+

f

x

f x

f x

C

( )

( )

ln| ( )|

pochodna z mianownika naszego przykładu była by:

x

x

x

2

7

20

2

7

+

+

=

+

licznik z naszego przykładu jest :

5

7

x

+

aby doprowadzić go do postaci:

2

7

x

+

należy dokonać przekształcenia:

background image

(

)

(

)

(

)

(

)

5

7

5

1

2

2

7

7

2

7

5

2

2

7

5 7

2

7

5

2

2

7

35

2

14

2

5

2

2

7

21

2

x

x

x

x

x

x

+ =

+ −







+ =

+ −

+ =

+ −

+

=

=

+ −

Wracamy do naszej całki:

(

)

5

7

2

7

20

5

2

2

7

21

2

2

7

20

5

2

2

7

2

7

20

21

2

2

7

20

x

x

x

dx

x

x

x

dx

x

x

x

dx

dx

x

x

+

+

+

=

+ −

+

+

=

+

+

+

+

+

=

=

+

+

+ ⋅

+

+

= −

+



+

5

2

2

7

20

21

2

2

2

7

2

49

4

49

4

80

4

21

2

7

2

2

31

4

ln|

|

x

x

K

dx

x

x

B

K

dx

x

B

B

dx

x

x

dx

dx

x

dx

x

=

+



+

=

+



+

=

+



+

=

+

+

=

7

2

2

31

4

4

31

7

2

2

31

4

31

4

4

31

7

2

2

31

4

1

4

31

7

2

31

2

2

1

x

t

x

t

dx

dt

+

=

+ =

=

7

2

31

2

7

2

31

2

31

2

| całkujemy stronami

B

dx

x

dt

t

arctg

x

C

=

+

+

=

+

=

+

+

4

31

7

2

31

2

2

1

4

31

31

2

2

1

2 31

31

7

2

31

2

|

|

Przykład:

(

)

dx

x

x

dx

x

x

t

dx

dt

2

2

1

1

2

1

+

+

=

+

=

+ =

=

=

= −

=

+ =

+

+

dt

t

t

dt

t

C

x

C

2

2

1

1

1

1

Temat2: Całki oznaczone.

Wszystkie poznane do tej pory całki to całki nieoznaczone.

background image

Całka oznaczona to całka dla której określa się przedział. Musi być różniczkowalna.

f x dx

a

b

F b

F a

( )

( )

( )

=

Przykład:

xdx

x

1

3

2

2 1

3

32

2

12

2

9

2

1

2

8

2

4

=

=

= − = =

|

Przykład:

1

1

5

10

x

dx

=

podstawiamy:

x

t

dx

dt

− =

=

1

dla

x

x

=
=

5

10

t

t

( )

(

)

5

4

10

9

=

=

Przy metodzie podstawiania trzeba zmienić granice całkowania bo zmienia się zmienna.

Wracamy do przykładu:

1

1

5

10

1

4

9

4

9

9

4

9

4

x

dx

t

dt

=

=

=

=

=

ln

|

ln

ln

ln

| t |

Twierdzenia:

f x dx

f f dx

a

c

f f dx

c

b

a

b

c

a b

( )

(

)

(

)

( , )

=

+

f x dx

a

a

( )

=

0

f x

a b

( )

( , )

>

0

P

a b

| |

( )

P

f x dx

a

b

=

background image

Przykład:

Mamy dwie funkcje:

f x

x

g x

x

( )

( )

=

=

2

4

x

2

4x

Obliczyć pole zawarte między jednym a drugim wykresem w obszarze między przecięciami się tych wykresów.

Wykresy przecinają się dla x który jest równy:

x

x

2

4

=

x

x

x x

x

x

2

4

0

4

0

0

4

=

=

=
=

(

)

Pole będzie równe różnicy :

Pole

xdx

x dx

x

x

=

=

=

=



=



=



=

4

4

2

3

4 8

0

64

3

0

32

32 2

3

32 1

2

3

32

3

2

0

4

0

4

2

0

4

3

0

4

|

|

(

)

25.04.98 ćwiczenia

Przykład:

f x

g x

g x

F x

F x

g x dx

C

( )

( )

( )

( )

( )

( )

=

⋅ ′

+

x

xdx

f

x

F

x

g

x

g

x

x

x

x

x

dx

x

x

x dx

x

x

x

C

x

x

C

2

2

3

3

1

3

3

1

3

3

3

3

1

3

2

3

3

1

3

3

3

3

3

1

3

ln

ln

ln

ln

ln

ln

=

=

=

=

′ =

=

=

=

− ⋅

+ =



+

Miejsce przecięcia się obu wykresów

background image

Przykład:

x

xdx

f

x

F

x

g

x

g

x

x

xdx

x

x

x

C

sin

sin

cos

cos

cos

cos

sin

=

=

= −

=

′ =

= −

+

= −

+

+

1

Przykład:

1

1

1

1

1

x

x

dx

x

t

x

dx

dt

dt

x

x

dx

dx

x

x

dx

x

t

dt

t

dt

t

t

C

x

C

ln

ln

ln

ln

ln

ln(ln )

=

=

=

=

=

=

=

⋅ =

⋅ =

=

+ =

+

dx

x

Przykład:

1

2

2

2

1

1

1

1

x

x

dx

x

t

dx

dx

dt

t

t

dt

t

C

t

C

x

C

ln

ln

ln

=

=

=

=

= −

=

+ = − + = −

+

1

x

Przykład:

dx

x

x

x

x

A

x

B

x

A x

B( x

x

x

Ax

A

Bx

x

x

x A

B

A

B

x

x

x

t

x

z

x

dt

(

)(

)

(

)(

)

(

)

(

)

(

)

)

(

)(

)

(

)(

)

(

)

(

)(

)

+

=

+

=

+

+

=

+ +

+

=

=

+ +

+

=

+

+ −

+

=

− =

+ =

=

5

1

1

5

1

5

1

1

5

5

1

5

5

1

5

5

1

5

1

d

dx

dz

=

A

B

A

B

+ =

=

0

5

1

(-1)

− − =

=

A

B

A

B

0

5

1

=

= −

6

1

1

6

B

B

background image

A

A

− =

=

1

6

0

1

6

=

+

=

=

1

6

1

5

1

6

1

1

1

6

1

1

6

1

x

dx

x

dx

t

dt

z

dz

=

+ =

− −

+ +

1

6

1

6

1

6

5

1

6

1

ln

ln

ln

ln

t

z

C

x

x

C

Przykład:

(

)

(

)

(

)

1

2

11

1

2

1 10

1

1

10

1

10

1

10

1

1

10

1

10

1

2

2

2

2

2

x

x

dx

x

x

dx

x

dx

dx

x

dx

x

+

+

=

+

+ +

=

+

+

=

+

+

=

+



+

=

x

t

x

t

dx

dt

+



=

+ =

=

1

10

1

10

10

=

+

=

+

=

+

+

1

10

10

1

10

10

1

10

10

1

10

2

2

dt

t

dt

t

arctg

x

C

Przykład:

dx

x

x

x

x

x

x

x

x

2

2

7

2 2

7

2

2

2

2

2

7

2

2

2

2

4

1

16

1

16

7

2

+ +

=

+ + =

+



⋅ +



=

+ ⋅ +

+



=

wyciągnijmy przed mianownik 2 i przedstawmy go w postaci:

=

+ ⋅ +



+

=

+



+ ⋅

=

+



+

=

2

2

2

4

1

16

1

16

7

2

2

1

4

2

1

16

8 7

16

2

1

4

2

55

16

x

x

x

x

Podstawiamy do naszego przykładu:

dx

x

x

2 2

7

2

55

16

1

2

2

55

16

1

2

16

55

2

55

16

55

16
55

16

+ +

=



+

=



+

=



+

=

dx

2

x +

1

4

dx

x +

1

4

dx

x +

1

4

= ⋅







+

=

+

=

=

=

=

1

2

16

55

2

55

16

2

1

8

55

55

4

2

1

55

4

55

4

55

4

dx

x +

1

4

x +

1

4

podstawiamy:

x +

1

4

x +

1

4

różniczkujemy:

dx

t

t

dx

dt

background image

=

+

=

+

=

+ =

+

+

8

55

55

4

2

1

8

55

55

4

2

1

2 55

55

2 55

55

1

4

55

4

dt

t

dt

t

arctg t

C

arctg

x

C

Przykład:

3

7

6 2

4

x

x

x

+

+ +

=

zastosujemy wzór

=

+

f

x

f x

f x

C

( )

( )

ln| ( )|

Obliczamy pochodną mianownika:

(

)

(

)

(

)

6

2

4

12

1

3

7

3

1

12

12

1

1

12

7

1

4

12

1

1

4

7

1

4

12

1

27

4

x

x

x

x

x

x

x

+ +

=

+

+ =

+ −



+ =

+ − + =

+ +

aby licznik doprowadzić do takiej wartości,

należy dokonać w nim następujących przekształceń:

Podstawiamy obliczoną wartość w miejsce licznika:

(

)

(

)

(

)

=

+ +

+ +

=

+

+ +

+

+ +

=

+

+ +

+

+ +

=

1

4

12

1

27

4

6 2

4

1

4

12

1

6 2

4

27

4

6 2

4

1

4

12

1

6 2

4

27

4

6 2

4

x

x

x

dx

x

x

x

dx

x

x

dx

x

x

x

dx

dx

x

x

dx

=

+ + +

+ +

=

+ +

1

4

6

2

4

27

4

6 2

4

1

4

6

2

4

ln

ln

x

x

dx

x

x

dx

x

x

oznaczmy A =

= +

+ +

A

dx

x

x

dx

27

4

6 2

4

Rozpisujemy mianownik aby można było zastosować wzór:

1

1

2

+

=

+

x

dx

arctgx

C

6

2

4

6

2

2

2 6

4

6

6

2

2

12

1

144

1

144

2

3

6

1

12

2

1

144

2

3

6

1

12

2

95

144

x

x

x

x

x

x

x

x

+ + =

+

+



=

+

+

+



=

+



+

=

+



+

Wracamy do obliczeń całki:

= +

+ +

= +

+



+

= +

+



+

=

= +

+







+

=

A

dx

x

x

dx

A

dx

x

A

dx

x

A

dx

x

27

4

6

2

4

27

4

6

1

12

2

95

144

27

4

1

6

144

95

1

12

2

95

144

1

162

95

1

12

2

95

12

2

1

background image

Podstawiamy:

x

t

x

t

dx

dt

+

=

+

=

=

1

12

95

12

1

12

95

12

95

12

Wstawiamy to do przykładu:

= +

+

+

= +

+







= +

+







= +

+ =

= +

+

+

A

dx

x

A

dt

t

A

dt

t

A

arctg t

C

A

arctg

x

C

162

95

1

12

95

12

2

1

162

95

95

12

2

1

162

95

95

12

2

1

81 95

6 95

81 95

6 95

1

12

95

12

A =

1

4

6

2

4

ln x

x

+ +

Rozwiązaniem

3

7

6 2

4

x

x

x

+

+ +

jest: =

1

4

6

2

4

ln x

x

+ + +

+

+

81 95

6 95

1

12

95

12

arctg

x

C

Przykład:

Obliczyć pole między wykresami funkcji:

y

x

=

2

y

x

=

7

7

Obliczamy miejsca przecięcia się tych wykresów (wspólne wartości X dla obu wykresów):

x

x

x

x

x x

2

7

2

7

0

7

0

=

=

=

(

)

Dla

x1 0

=

oraz x2

7

=

wykresy tych funkcji przecinają się.

Pole między wykresami tych funkcji będzie równe różnicy całek oznaczonych tych funkcji dla przedziału 0,7

P

xdx

x dx

x

x

P

=

=

=

= ⋅

=

=

7

0

7

2

0

7

7

2

2 0

7

3

3 0

7

7

7

2

2

7

0

2

2

7

3

3

0

3

3

7 49

2

343

3

343

6

343

6

|

|

background image

Przykład:

Obliczyć pole między wykresami funkcji:

y

x

=

y

x

=

2

1/4

Obliczamy miejsca przecięcia się tych wykresów (wspólne wartości X dla obu wykresów):

x

x

x

x

x

x

x

x

=

=

− =

− =

2

4 2

4

2

0

4

1

0

(

)

Dla wartości:

wykresy przecinają się.

x

x

1

0

2

1

4

=

=

Pole między wykresami tych funkcji będzie równe różnicy całek oznaczonych tych funkcji dla przedziału 0

1

4

,

P

xdx

xdx

x dx

xdx

x

=

=

=

=

0

1

4

2

0

1

4

1

2

0

1

4

2

0

1

4

2

3

2

3

0

1

4

0

1

4

|

|

2

x

2

2

= ⋅

= ⋅ −

=

= − =

=

2

3

1

64

1

16

2

3

1

8

1

16

1

12

1

16

4

3

48

1

48

1

48

P

background image

Wzory na obliczanie całek:

1.

xndx

xn

n

C

n

=

+

+

+

≠ −

1

1

1

dla

gdy x = -1 to

1

x

dx

x C

=

+

ln| |

2.

Cf x dx

C f x dx

( )

( )

=

3.

(

)

f x

g x dx

f x dx

g x dx

( )

( )

( )

( )

±

=

±

4.

1

1

1

x

dx

x

dx

C

=

+

ln(

)

5.

Jeżeli w mianowniku jest funkcja a w liczniku

jest pochodna tej funkcji

to całka jest równa:

=

+

f

x

f x

f x

C

( )

( )

ln| ( )|

6.

1

3

2

3

2

(

)(

)

ln|

| ln|

|

x

x

dx

x

x

C

+

+

= −

+ +

+ +

7.

e

x

dx

e

x

C

=

+

8.

sin

cos

xdx

x

C

= −

+

9.

cos

sin

xdx

x

C

=

+

10.

tgxdx

x C

= −

+

ln|cos |

11.

f x g x dx

g x F x

F x g x dx

( ) ( )

( ) ( )

( ) ( )

=

12.

ln

ln

x dx

x

x

x

C

=

− +

13.

1

2

1

x

dx

arctgx

C

+

=

+

14.

f x dx

a

b

F b

F a

( )

( )

( )

=

15.

Twierdzenia:

1.

f x dx

f f dx

a

c

f f dx

c

b

a

b

c

a b

( )

(

)

(

)

( , )

=

+

2.

f x dx

a

a

( )

=

0


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
24 11 id 30514 Nieznany (2)
Matematyka (24 strony)
Matematyka (24 strony)
piel cz 24 szczepienia id 3571 Nieznany
Cw 24 cw070 id 648300 Nieznany
Matematyka teoria 1 sem id 2838 Nieznany
Matematyka czerwiec 2012 id 283 Nieznany
matematyka 24 strony
matma Matematyka (24 strony)
matematyka 2007 maj id 284061 Nieznany
24 KONST id 30635 Nieznany
24 Klimat id 30634 Nieznany
Matematyka (24 strony) calki, pojecia calki
24 13 id 30516 Nieznany (2)
Kwantowa strony 2,3,7,8 id 7484 Nieznany
matematyka zbiur zadan id 2830 Nieznany
24 11 id 30514 Nieznany (2)

więcej podobnych podstron