Пошукова робота на тему:
Інтегрування з допомогою заміни змінної. Інтегрування частинами.
П
лан
Інтегрування частинами
Інтегрування часток
Заміна змінної
1
. Інтегрування частинами
 Нехай 
і 
– диференційовані функції 
на 
Тоді 
або 
Звідси
 
(8.16) 
Формула (8.16) називається формулою інтегрування частинами в невизначеному інтегралі.
Користуючись формулою (8.16), рекомендується обчислення інтегралів від таких функцій :
де 
–поліном , 
– раціональна функція 
. Описати всі можливі випадки застосування формули інтегрування частинами неможливо. Інтегруючи такі вирази, завжди виникає дилема : що взяти за
, а що – за 
. 
Інтегруючи вирази вигляду 
, 
, після того як підінтегральна функція буде розписана за властивостями 40
і 50
, одержимо інтеграли вигляду 
, де 
- одна з функцій 
в яких слід за 
брати 
, 
бо, в протилежному випадку, інтеграл ускладнюватиметься за рахунок зростання степенів 
. В інтегралах 
, де 
- одна з функцій 
вигідно за 
брати 
. В інших випадках вибір 
здійснюється залежно від того, при якому з виборів легше знайти 
за 
, хоч це теж не є абсолютною істиною . Іноді доводиться експериментувати .
Інтегруючи вирази 
, доцільно за 
взяти 
. Знаходження 
із співвідношень 
теж здійснюється інтегрування частинами .
Для прикладу знайдемо
 Приймаючи
, а 
, знайдемо
Далі матимемо 
, тобто дістанемо інтеграл 
.
Знову, взявши 
, знайдемо 
. Отже , одержимо таку систему рівнянь відносно 
та 
:
Звідси
 
Приклад 1
.
Позначивши 
, 
одержимо 
. Звідси
 
. (8.17)
Остання формула є рекурентною, тобто , знаючи , що 
, можна поступово знайти 
, де 
– ціле число,
більше за одиницю . Наприклад, при 
Звідси 
.
Приклад 2.
.
 Нехай 
Тоді
 
і
У новому інтегралі степінь величини понизився на одиницю, а це означає , що інтеграл став простішим , ніж був .
Знайдемо тепер 
. Маємо 
.
Звідси 
Отже , на основі формули (8.16) одержимо
Враховуючи значення 
, знаходимо 
.
Приклад 3.
Із останньої рівності одержимо
 
.
Обчислимо тепер
Звідси 
.
Остаточно з урахуванням 
, матимемо 
Останній приклад показує, що часто інтегрування частинами приводить до мети скоріше в тих випадках, де, як це здавалось би, доцільніше застосувати інші методи . У цьому можна переконатися, спробувавши знайти первісну для функції 
, застосувавши наприклад , заміну змінної за формулою 
, про що мова буде іти пізніше.
2
. Інтегрування часток
Через те , що 
то 
 
. (8.18)
Користуючись цим , стають очевидними такі формули :
.
Нехай маємо 
, причому 
, де 
– довільне дійсне число. Тоді 
.
Розглянемо інтеграл вигляду 
якщо 
, то 
, (8.19)
де 
.
Приклади 
.
1.
. 
2.
.
3.
. 
Через те що 
, то 
.
3
. Заміна змінної
 Нехай потрібно обчислити інтеграл 
причому безпосередньо первісну ми знайти не можемо, але відомо, що вона існує. 
Зробимо заміну змінної в підінтегральному виразі
де 
неперервна функція з неперервною похідною, що має обернену функцію. Тоді 
і в цьому випадку має місце формула
 
(8.20)
 Формулу (8.20) слід розуміти так, що після інтегрування в правій частині рівності замість 
буде підставлено його вираз через 
 Щоб довести рівність (8.20), потрібно довести, що похідні за 
від обох частин рівності рівні між собою:
Ми тут використали правило диференціювання оберненої функції.
 Отже, похідні за 
від обох частин рівності (8.20) рівні, що й треба було довести.
 Функцію 
потрібно вибирати так, щоби можна було обчислити інтеграл, що стоїть в правій частині рівності (8.20).
Фактично у п. 9.3.5 теж йшлося про заміну змінної, в чому можна безпосередньо переконатися .
Не можна дати універсальних замін змінних , які зводили б заданий інтеграл до простішого. Але для ряду випадків це можна здійснити. Доцільно, наприклад, в інтегралах, що містять під знаком інтеграла вирази вигляду 
застосувати відповідно такі заміни змінних: 
або 
або 
.
За подальшого вивчення методів інтегрування розглядатимуться інші заміни змінних .
Приклади 
. 
1.
. Підстановка 
зводить інтеграл до такого : 
2.
. Щоб позбутися експонент, доцільно скористатися такою заміною змінної 
.Тоді 
і інтеграл набере вигляду