Twierdzenie o całkowaniu przez części 2 2 f (x)g(x)dx = f (x)g(x)- f (x)g (x)dx x " I f , g " D(I) �! , +" +" o ile istnieją całki po prawej i po lewej stronie równości. Dowód 2 2 ( f (x)g(x))2 = f (x)g(x)+ f (x)g (x) całkując dwie strony równości mamy: 2 2 f (x)g(x) = f (x)g(x)dx + f (x)g (x)dx +" +" 2 2 f (x)g(x)dx = f (x)g(x)- f (x)g (x)dx +" +" Przykład 1 2 g(x)= ln x g (x)= x 1 xdx = x ln x - x + C x +"ln xdx = f 2 (x)= 1 f (x)= x = x �" ln x - +" Twierdzenie (o zamianie zmiennych w całce nieoznaczonej) f : I R �ł �ł " f (x)dx�ł +" 2 �! f (x)dx = f (h(t))�" h (t)dt żł t " J dla x=h(t) +" +" h : J I �ł �ł h " D(J ) �ł Dowód Niech F(x):= f (x) . +" Wtedy 2 F = f ńł �ł �ł d d 2 2 2 (F(x) )= (F(h(t)))= F (h(t))�" h (t)= f (h(t))�" h (t) x=h(t) �łdt ół dt 2 F(x) = f (h(t))�" h (t)dt Stąd x=h(t) +" 1 Jeśli dodatkowo funkcja h jest bijekcją, to: 2 F(x) = f (h(t))�" h (t)dt +" t=h-1(x) Otrzymujemy Wniosek (Wniosek o całkowaniu przez podstawienie) Jeśli spełnione są założenia twierdzenia o zamianie zmiennych w całce nieoznaczonej oraz h : J I dodatkowo funkcja jest bijekcją to: 2 f (x)dx = f (h(t))�" h (t)dt x " I , +" +" t=h-1(x) Przykłady a>0 x = t a dx 1 dx 1 1 dt = = x = at = �" adt = = +" +" +" +" 2 x a a2 - x2 a 1- t2 1- t2 1- ( ) a dx = adt x = arcsin t + C = arcsin + C a x = at dx adt 1 adt 1 1 x = = = = arctgt = arctg + C +" +" 2 +"1+ 2 a2 + x2 dx = adt a2 + a2t a2 t a a a Całkowanie przez włączanie pod różniczkę t = f (x) 2 f (x)dx = dt = = ln t + C = ln f (x) + C +" +" 2 f (x) dt = f (x)dx t t = 3x2 + 7 3 tdt 2 2 1 1 1 1 x 3x2 + 7dx = t2 = 3x2 + 7 = 3 3 3 9 +" +"t = +"t dt = t3 �" = �"(3x2 + 7) + C 3 2tdt = 6xdx opracował Paweł Sztur 2