Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Сборник задач по курсу математического анализа

..pdf
Скачиваний:
35
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
19.54 Mб
Скачать

§ 3. ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ ИНТЕГРИРУЕМЫХ ФУНКЦИЙ

141

2102. Г - & - .

2103.

f

X d x .

 

J sin3 x

 

c09l х+9,П2

 

 

J

cos*x—sin* x

 

2104.

f

 

d x

 

 

 

(sinx+cosx)2

2106.

f

 

dx

 

 

J

acosx+frsinx *

2108.

Г

cos2 x

d x

 

J sinxcos3x*

2110.

f

 

d x

 

 

 

J 5-3 cosx '

2112.

[ 2 x 2

! l * d

x .

 

J

2+cosx

 

2114.

f

 

d x

ctg x ’

 

J 4+tg x + 4

2116.

f

 

 

d x

 

 

J 5-4 sinx+3cosx *

2118.

f

d x

 

 

 

J l+sin2x

 

2120.

f

 

 

d x

 

J a2 sin2 x+62 cos2 x *

2122.

f

cosx d x

 

 

J sin3x-cos3x

2124.

f

 

.

^

dx.*

 

J

sinX cosX

 

2126.

f

 

d x

 

 

^

ijsin3 x

cos5 x

2128.

J

V

cosecl + xdx.

2130.

f

 

*

_

_

 

J

sinf^cos3f

2105.

f

dx

 

 

 

 

J

sinx+cosx ’

 

2107.

f

d x

 

 

 

 

J tgxcos2x *

 

2109.

f _ d x _ :

 

 

 

J 1+tgx

 

 

 

2111.

f

d x

 

 

 

 

J 5+4sinx *

 

 

2113.

f sin2 xd x

 

 

 

J

1-tgx

*

 

 

2115.

f

dx

 

 

 

 

(sinx+2secx)

 

2117.

f

 

dX

 

 

 

J

4-3 cos2 x+5sin2 .

 

2119.

f

dX

 

 

 

 

J l-sin4 x

 

 

2121.

f

dx

 

 

 

J sin2x+tg2x

 

2123.

J Vi + sin x

d x .

 

2125*

t Jain* 2x_dx

 

 

J sin x

.

2127.

f

-

A

 

*

Vl-sin4 x

 

 

 

f

(cos2x-3)dx

 

2129.

J cos4 x - J ^ - c t g 2 x

 

2131. jjtg x d x .

 

Гиперболические

функции

В задачах 2132-2150 найти интегралы.

2132.

jch x d x .

2133. Jsh *d*.

2134.

2135.

J ch^ h l -

2136. j(o h 2 ax + sh2ax)dx.

142

ГЛ. VI. НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ

 

2137.

J s h 2 * :d * .

2138.

J t h 2xdx.

2139.

J c t h z x d x .

2140.

J s h 3 * d * .

2141.

J c h 3 xdx.

2142.

J t h 4 * dx.

2143.

J s h 2 x c h 3 xdx.

2144. J c t h 5 xdx.

 

2145. J shxchx

2148. f V t h ~idx.

J

2146. f - ^ - .

J shx

2149. J ch2 x

2147.

J

f -

2 .

 

(1+Ch л:)2

2150.

J sh4 X

Рациональные функции от x и Jax2 + bx + c

В задачах 2151-2174 найти интегралы.

2151*.

f

, dx

2152.

f —T= ^ -------

 

 

J xvx2+x+1

 

 

J

X VX 2+4X - 4

2153.

f —jJ s -----

2154.

f

,

 

J

xVx2+2x-l

 

 

 

x V 2 + x -x 2

2155.

 

h x ±

91««

 

1 ,--- .

 

 

Г____ 4*

 

J x2“•

 

 

 

(x -l)V x 2+ x + l

2157.

J(2 x -3 )V 4 x -x 2

2158. JT/ж2- 2x- 1 dx.

 

Г

 

dx

 

 

 

 

2159. jV3*2-3*+ld*.

2160.

Ji j l - 4 x - x 2dx.

2161.

f

 

dx

216°

 

f

 

■'

x - J x 2 - x + l

 

■Jx2(x+^ )'

2163.

f — j-4x

2164

 

 

x 2dx

 

^ l+ V x z +2x+2

■ J ; V l - 2 x - x 2

2165.

 

(2x2-3 x )d x

2166.

 

 

fJ K

 

 

 

 

J

Vx:

2x+5

 

 

J V 3 - 2 x - x 2

2167.

J

3x*dx

2168.

Г -** -**1 rf*.

J Vx2+ 2x+ 2

144

ГЛ. VI. НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ

2199.

ГxAdx

 

 

J

х15-Г

 

2201.

f

dx

 

 

J

1+cos2 X

 

2203.

jxln(l + x3)dx.

2205.

Г

xlnx

dx

2207.

jxex2(x2 + l)dx.

2209.

Г

dx

 

 

J

sin6 x cos6 x

2211.

f

 

dx

 

 

J

1+sinx+cosx ’

2213.

Г

(*2-l)dx

 

'Wx4+3x2+l

2215.

xexdx

 

 

 

(i+i)2'

 

2217.

j* arctgxdx

 

J

x4

2219.

\ 2 2 £ d x .

 

J

(1+xf

 

2221.

f (e3*+e*)dx

 

J

e4x-e2x+l'

2223.

f

tgxdx

 

 

J l+tgx+tgzx

2225.

f ( з + х 2 )2х 3 dx

 

J

M

3

'

2227.

f

 

dx

 

 

J sin4 x+cos4 x

2200.

f

dx

 

J

sin2x-2sinx

2202.

f

dx

 

 

J

a 2~b2 cos2 x

2204.

f (inx-l)dx

 

J

ln2x

'

2206.

J x2ex cos x dx.

2208.

f

dX

 

^

Vsin3 xcos5 x

2210.

f

sin 2x dx

 

J cos4 x+sin4 x

2212.

J ijtg2 x + 2dx.

2214.

f

dx

 

J (2х-3)^4х-х2

2216.

f xexdx

 

 

J Vl+e1

 

2218.

(z; rctg*dx.

 

J

 

 

2220.

f

dx

'

 

J М Г

2222.

f

dx

 

 

J Vl+ex+e2x

2224. J sin8 x dx.

2226.

1f

x2-8x+7 9 О Т

 

J (x2-3x-lo)

 

Г (x+sinx) dx

2228. J

1+cosX

Глава VII

СПОСОБЫ ВЫЧИСЛЕНИЯ ОПРЕДЕЛЕННЫХ ИНТЕГРАЛОВ. НЕСОБСТВЕННЫЕ ИНТЕГРАЛЫ

§ 1. Способы точного вычисления интегралов

Непосредственное применение формулы Ньютона-Лейбница

В задачах 2231-2258 вычислить интегралы.

 

JI

-'1 + х dx. 2232,

 

-LO

 

2231.

 

2233.

f

dx

 

 

 

 

 

i-J (ll+5x)3

 

J §/Гя_т)* '

 

 

 

 

 

Т/ 2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

16

dx

2234.

J - p i - d y .

2235.

jsin(2pt-<|>0)<ft. 2236.

J

 

4 ’*V+1

 

 

о

 

 

о

x+9-Jx *

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2a

 

 

 

2237.

J(e* - 1) « ‘ dx.

 

2238. J ^

(ft > a > 0).

^239. \-; Xdx,,.

 

2240.

[ —rM ------

2241.

f 1+lgX dx.

 

i

(* 4 l)2

 

 

 

J

\

 

 

l

i

 

 

^72

 

 

dx

2242!.

2243.

f

.

2244.

f -

f ^ - .

 

J

x2

 

 

J yar-x2n

•»

fl+ ln x

 

1

 

 

 

0

 

1

 

 

S/2

 

 

 

a/2

 

 

 

2 2 4 5 '

1/2

 

 

2 2 4 6 '

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

2247. J

^

2248.

f - И 5— .

2249.

M ^ - .

 

 

J x 2+4x+5

J *+ *

 

2

 

 

 

 

0

*

 

146

ГЛ. VII. СПОСОБЫ ВЫЧИСЛЕНИЯ ОПРЕДЕЛЕННЫХ ИНТЕГРАЛОВ

 

 

1

 

я/2

 

 

2250.

f

-7

2251.

f ,

dx .

 

 

j

V8+2X-X2

 

J 1+COSX

 

 

-0,5

 

-я/2

 

 

 

я / 2

 

 

* /2 _____________

 

2252.

J

cos6x sin 2x dx.

2253.

J

Vcos х cos3х dx.

 

 

0

 

 

- я / 2

 

Я/CD

2254.

J sin2(cox + <p0)dx.

 

 

0

- я / 2

 

я/4

2 / я

2256.

Jctg 4(pdcp.

2257. JГ

. !

31П”

f-d x .

1 / я

Я/2

2258. J cos t sin (21 - ^ )d t.

-я/2

В задачах 2259-2268 интегрированием по частям найти интегралы:

 

l

 

 

 

 

я / 2

 

 

 

я / З

2259.

J

xe~zd x.

 

2260.

J x cos xdx.

 

2261.

J sin2 x*

 

0

 

 

 

 

 

0

2

 

 

я / 4

 

я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2262.

J x 3sin xdx.

 

 

2263. J x lo g 2xdx.

 

 

0

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

e -1

 

 

 

 

 

eV 7

 

 

 

2264.

Jin (ж + l)d*.

 

 

2265.

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

J $]a2+x2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

я / 2

 

 

 

J In3x dx.

2266.

N a 2- x 2 dx.

 

2267. J e2x cos xdx.

2268.

 

0

 

 

 

 

 

0

 

 

 

1

2269.

Составить

рекуррентные

формулы

для

вычисления

 

 

я / 2

 

 

 

я / 2

 

 

 

 

 

интегралов

Jcosn xd x

и

Jsin” xd x

(п -

целое положительное

ч и с л о

 

о

и

 

 

о

и

в ы

ч и с л и т ь и н т е г р

 

и л

н у л ь )

я / 2

J

s

i n

 

я / 2

d x

;

я / 2

J

c o s 8 x d x ;

a )

6 x

б )

0

0

0

148

гл. УН. СПОСОБЫ ВЫЧИСЛЕНИЯ ОПРЕДЕЛЕННЫХ ИНТЕГРАЛОВ

 

 

 

 

f. X*dx

 

 

v/3

------

 

 

 

 

 

2283.

2284.

f •Jl+X2 dx. 2285.

J ^ 2 d x .

 

 

 

! и

-

 

 

J

X 2

V2/2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2286.

1

 

2287.

}

- f c = . 2288. fJ ( l - x 2fdx.

 

 

 

 

 

 

л * 5'1'**-1

Jo

 

 

 

2289. J W l - x 2dx,. 2290.

-In2

 

 

 

 

 

 

j v n

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

2292.

8

dx

OOQQ

б / l-----5Л3

1/V3

dx

 

 

1

Г Г/25-х2) J_nnni

1

.

 

 

 

 

о (x2+a)i'

 

2,5

 

ax. 2294.

I

. r-r—

 

 

 

 

 

 

J \2x2+ljyjx2+l

 

2295.

2^2

-y fa ..

 

 

 

 

 

 

 

 

f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J/3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разные

задачи

 

 

 

 

 

 

». Вычислить среднее значение функции

у = 4 х + - t -

на

отрезке [1, 4].

 

 

 

 

 

 

 

 

ых

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2297. Вычислить среднее значение функции

f(x ) =

 

на

отрезке [1; 1,5].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2298. Вычислить среднее значение функций

/(x ) = s in x

и

/ (х) = sin2 х на отрезке [0, я].

 

 

 

 

 

 

2299.

Найти среднее

значение функции f (х) = —

на от-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ех+1

 

 

резке

[О, 2].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2300. При каком а среднее значение функции

у = In х

на

отрезке [l, а] равно средней скорости изменения функции на

этом отрезке?

В задачах 2301-2317 вычислить интегралы:

2

#2

 

1/2

2301. \ - ~ г .

2302.

Г/**?!,-.

2303. f f dx .

J х+х3

j

(1+ж6)

J x2-3x+2

1

о V

'

о

$2

2

 

 

а

2304. f

2305. f

-------- Ц--------

2306.

0 (l+x8)6

{

Л+1+^+l)

 

1 5 0 ГЛ. VII. СПОСОБЫ ВЫЧИСЛЕНИЯ ОПРЕДЕЛЕННЫХ ИНТЕГРАЛОВ

 

 

0,5

 

 

 

2323*. Показать, что

0,5 <

f , dx—

< £ * 0,523

(п > l).

 

 

J >/ь^Г

6

v

'

 

 

 

„э

справедливое

2324. Используя неравенство sin х > х - — ,

при х > 0 , и неравенство

Коши-Буняковского

(см.

задачу

 

п/2

 

 

 

 

1638), оценить интеграл

J <Jxsin л: dx.

 

 

 

 

о

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2325*. Показать, что

0,78 < { - ^ =

< 0,93.

 

 

2326. Найти наибольшее и наименьшее значения функции

X

А * ) = J 122!2+;1- <*<

на отрезке [ - 1 ,1 ] .

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

2327. Найти точку экстремума и точки перегиба графика

функции

y = \ { t - l)(f - 2 )2dt.

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

В задачах 2328-2331, не вычисляя интегралов, доказать

справедливость равенств:

 

 

 

 

 

 

я/8

 

 

1

 

 

2328.

\х10sin9 х dx = 0.

2329.

f *7-Зх5+7*3-х dx _ 0.

 

 

J

 

 

J

cos'1X

 

 

 

- я / 8

 

 

-1

 

 

 

 

Jeaazdx = 2 JecoelAe.

 

1/2

 

 

2330.

2331.

jc o s x ln - l^ d *

= 0.

 

 

-1

0

 

- 1/2

 

 

2332*. а) Показать, что если

f(t) -

функция нечетная, то

J f (t)dt

функция четная, т. е. что jf(t)d t

= jf(t)d t.

 

а

 

 

 

а

 

а

 

б)

Будет ли J

/ (t)dt функцией нечетной, если / (f)

- функ­

ция четная?