Files

38 lines
2.2 KiB
Markdown
Raw Blame History

This file contains ambiguous Unicode characters

This file contains Unicode characters that might be confused with other characters. If you think that this is intentional, you can safely ignore this warning. Use the Escape button to reveal them.

> Замена переменных в неопределенном интеграле
>Основные принципы замены переменных
Пусть дано выражение неопределенного интеграла $\int f(x) \, dx$. Целью замены переменных является нахождение такой функции $\varphi(t)$ и такого интервала $[a, b]$, что выполняются следующие условия:
a) $\varphi(t)$ дифференцируема на $[a, b]$;
b) $f(x)$ непрерывна на $\varphi([a, b])$;
c) $\int f(x) \, dx = \int f(\varphi(t)) \varphi'(t) \, dt$.
При этом новая переменная $t$ вводится соотношением $x = \varphi(t)$, а дифференциал $dx$ выражается через $dt$ следующим образом: $dx = \varphi'(t) dt$.
>Правило замены переменных
Правило замены переменных в неопределенном интеграле формулируется следующим образом:
$\int f(x) \, dx = \int f(\varphi(t)) \varphi'(t) \, dt + C$,
где $C$ - произвольная постоянная.
>Примеры замены переменных
Рассмотрим несколько примеров замены переменных в неопределенных интегралах.
Пример 1. Вычислить интеграл $\int \frac{x}{\sqrt{1 - x^2}} \, dx$.
Решение. Заменим переменную $x = \sin t$, тогда $dx = \cos t \, dt$ и
$\int \frac{x}{\sqrt{1 - x^2}} \, dx = \int \frac{\sin t}{\sqrt{1 - \sin^2 t}} \cos t \, dt = \int \cos t \, dt = \sin t + C = \sqrt{1 - x^2} + C$.
Пример 2. Вычислить интеграл $\int \frac{1}{1 + x^2} \, dx$.
Решение. Заменим переменную $x = tg(t)$, тогда $dx = \frac{1}{\cos^2 t} \, dt$ и
$\int \frac{1}{1 + x^2} \, dx = \int \frac{1}{1 + tg^2 (t)} \frac{1}{\cos^2 t} \, dt = \int \frac{\cos^2 t}{\sin^2 t + \cos^2 t} \frac{1}{\cos^2 t} \, dt = \int \frac{1}{\cos^2 t} \, dt = tg(t) + C = x + C$.