Высшая математика, интегралы (шпаргалка)


	Загрузить архив:
	Файл: ref-13714.zip (116kb [zip], Скачиваний: 380) скачать

Равномерная непрерывность

Определение 28.7: Функция равномерно непрерывной на множестве
Пояснение: Пусть: Т.е. функция не является равномерно непрерывной на множестве

Теорема 28.3: Непрерывная на отрезке функция – равномерно непрерывна на нём.

Классы интегрируемых функций

Теорема 28.4: Непрерывная на отрезке функция – интегрируема на нём.

Теорема 28.5: Монотонная на отрезке функция – интегрируема на нём.

Теорема 28.5: Если функция , и если Причём общая длина этих интервалов меньше .
Замечание: Очевидно, что если и

Существование первообразной

Определение 28.9: Пусть переменным верхним пределом, аналогично функция переменным нижним пределом.

Теорема 28.6: Если функция
Замечание 1: Из дифференцируемости функции
Замечание 2: Поскольку

Интегрирование подстановкой

Пусть для вычисления интеграла

Теорема. Если 1. Функция

2. множеством значений функции при a;b]

Док-во: Пусть F(x) есть первообразная для f(x) на отрезке [a;b]. Тогда по формуле Ньютона-Лейбница

Формула замены переменной в определенном интеграле.

1. при вычислении опред. интег-ла методом подстановки возвращаться к старой переменной не требуется;

2. часто вместо подстановки t=g(x)

3. не следует забывать менять пределы интегрирования при замене переменных.

Интегрирование заменой переменной.

а). Метод подведения под знак дифференциала

Пусть требуется вычислить интеграл

Тогда:

Пример: Вычислить

Подстановка:

б). Метод подстановки

Пусть требуется вычислить интеграл

Пример: Вычислить

Интегрирование по частям. Пусть

Пример: Вычислить

Положим
Замечание 26.5: Иногда при вычислении интеграла

Интегрирование рациональных функций

Постановка задачи:

1).	2).
3).

т.е. все задачи сводятся к задаче B.2).

Теорема 1:Пусть

1.	2.	3.	4.	5.
6.	7.	8.	9.	10.

Интегрирования дробно-линейных и квадратичных иррациональностей

Сделав подстановку:

тогда

a). Подстановки Эйлера.

1). Корни многочлена

2). Корни многочлена

b). Подстановка:

1).	2).
3).

c).

Если

Интегрирование функций, рационально зависящих от тригонометрических

Универсальная подстановка:

Интегрируется по частям

Неопределенный интеграл

Определение 26.1: Функция первообразной для функции

Пусть

Определение 26.2: Неопределённым интегралом от функции
Замечание 26.1: Если
Замечание 26.2:Подынтегральное выражение в определении представляет из себя полный дифференциал первообразной
Замечание 26.3:Два неопределённых интеграла равны “с точностью до постоянной”.

Св-ва неопределенного интеграла:

1.Дифференциал от неопределенного интеграла равен подынтегральному выражению, а производная неопред. интегр. равна подынтегр. функции. Благодаря этому св-ву правильность интегрирования проверяется дифференцированием.

2. Неопред. интегр. от дифференциала нек-рой функции равен сумме этой функции и производной постоянной:

3. Постоянный множитель м. выносить за знак интеграла:

a0-постоянная.

4. Неопред. интегр. от алгебраич. суммы конечного числа непрерывных функций равен алгебраич. сумме интегралов от слагаемых функций:

5. (Инвариантность формулы интегрирования). Еслиu=

Табличные интегралы

Определённый интеграл.

Интегрируемость

Определение 28.1: Множество точек отрезка разбиением отрезка Длины частичных отрезков разбиения обозначим: Мелкостью разбиения

Определение 28.2: Пусть в определении 28.1 для всех Интегральной суммой функции с разбиением

Определение 28.3: Пределом интегральных сумм функции назовём такое число

Определение 28.4: Функция интегрируемой на отрезке , если существует конечный предел её интегнральных сумм на . Обозначается:

Теорема 28.1: Если , то она ограничена на нём.

Замечание 1: Эта теорема является необходимым, но недостаточным условием интегрируемости функции. Пример – функция Дирихле (ограничена, но неинтегрируема).

Критерий интегрируемости функций

Теорема 28.2: Для того, чтобы ограниченная на некотором отрезке функция, была интегрируема на нём, необходимо и достаточно, чтобы выполнялось условие:

Следствие 1: Условие Т.2 эквивалентно условию:

Следствие 2: Если функция интегрируема на , то:

Определение 28.8: Определённым интегралом функции называется число . Условие интегрируемости эквивалентно существованию определённого интеграла.

Свойства определённого интеграла

1. Если с – постоянное число и функция f(x) интегрируема на [a;b], то с можно выносить за знак определенного интег-ла.

2. Если функции f(x), g(x) интегрируемы на [a;b], тогда интегрируема на [a;b] их сумма и разность

3. Если

4. Если функция f(x) интегрируема на [a;b] и a

аддивностью определенного интеграла.

Сравнение определённых интегралов

Если

Неравенство му непрерывными функциями на отрезке [a;b], можно интегрировать. Если

Модуль определенного интег-ла не превосходит интег-ла от модуля подынтегральной функции. Если

Оценка интеграла. Если m и M-соответственно наименьшее и наибольшее значения функции y=f(x)на отрезке [a;b]. Если

Теорема о среднем значении

Если функция f(x) непрерывна на отрезке [a;b], то существует точка такая, что

Док-во: По формуле Ньютона-Лейбница имеем

F’(x)=f(x). Применяя к разности F(b)-F(a) теорему Лагранжа (теорему о конечном приращении функции), получим F(b)-F(a)=F’(c)*(b-a)=f(c)*(b-a).

Эта теорема при f(x)f(с) и основанием b-a.

Число наз-ся средним значением функции f(x) на отрезке [a;b].

Формула Ньютона-Лейбница

Если

Док-во: Рассмотрим тождество

Преобразуем каждую разность в скобках по формуле Лагранжа

y=f(x) непрерывна на [a;b]. Поэтому существует предел интегральной суммы, равный определенному интегралу от f(x) на [a;b].

Переходя к пределу при F(b)-F(a)=

=, т.е.

интеграл с переменным верхним пределом

Если изменять, например, верхний предел так, чтобы не выйти за пределы отрезка [a;b], то величина интеграла будет изменяться. Другими словами, интеграл с переменным верхним пределом представляет собой функцию своего верхнего предела. Производная определенного интег-ла по переменному верхнему пределу равна подынтегральной функции, в к-рой переменная интегрирования заменена этим пределом, т.е.

Док-во: По формуле Ньютона-Лейбница имеем:

Следовательно,

Это значит, что определенный интег-л с переменным верхним пределом есть одна из первообразных подынтегральной функции.