Неопределенный интеграл – онлайн-тренажер для подготовки к ЕНТ, итоговой аттестации и ВОУД
Функция \(F(x)\) называется первообразной функции \( f(x)\), если \(F’\left( x \right) = f\left( x \right)\).
Множество всех первообразных некоторой функции \(f(x)\) называется неопределенным интегралом функции \(f(x)\) и обозначается как \(\int {f\left( x \right)dx} \). Таким образом, если \(F\) – некоторая частная первообразная, то справедливо выражение \(\int {f\left( x \right)dx} = F\left( x \right) + C,\) где \(C\) – произвольная постоянная. Функция \(f(x)\) называется подынтегральной функцией, а выражение \(f(x)dx\) – подынтегральным выражением.
Свойства неопределенного интеграла
В приведенных ниже формулах \(f \ и \ g \) – функции переменной \(x\), \(F\) – первообразная функции \(f\) и \(a,k,C\) − постоянные величины.
- \(\int {\left[ {f\left( x \right) + g\left( x \right)} \right]dx} = \int {f\left( x \right)dx} + \int {g\left( x \right)dx}\)
- \(\int {kf\left( x \right)dx} = k\int {f\left( x \right)dx}\)
- \(\int {f\left( {ax} \right)dx} = {\large\frac{1}{a}\normalsize} F\left( {ax} \right) + C\)
- \(\int {f\left( {ax + b} \right)dx} = {\large\frac{1}{a}\normalsize} F\left( {ax + b} \right) + C\)
Таблица интегралов
Пример 1. 2+t}=2\int\frac{dt}{t+1}=2ln|t+1|+C=2ln|\sqrt{x}+1|+C\).
4. Интегрирование по частям
Интегрированием по частям называют интегрирование по формуле \(\int {udv} = uv — \int {vdu} \), где \(u(x), v(x)\) − дифференцируемые функции.
Пример 4. Вычислить: \(\int x\cdot sinxdx\).
Решение: \(x=u, \ sindx=dv \Rightarrow du=dx, \ v=-cosx\).
\(\int x\cdot sinxdx=x\cdot(-cosx)-\int(-cosx)dx=-xcosx+sinx+C\).
Интеграл — тесты
Алгебра. 11 класс. Параграф 56. Тест 1.
Вариант 1.
Совокупность всех первообразных F(x) + C функции f(x) на рассматриваемом промежутке называется неопределенным интегралом и обозначается ∫f(x)dx, где f(x) — подынтегральная функция, f(x)dx — подынтегральное выражение, х – переменная интегрирования.
Найти неопределенный интеграл (в заданиях 1 – 8):
1. ∫ (x2 + x -1)dx.
2. ∫ (sinx – 3cosx)dx.
A) cosx-3sinx+C; B) -cosx+3sinx+C; C) -cosx-3sinx+C; D) cosx+3sinx+C.
A) tgx-ctgx+C; B) tgx+ctgx+C; C) ctgx-tgx+C; D) tg2x+ctg2x+C.
5. ∫ (4x – 3)5dx.
7. ∫ sin(12x + 7)dx.
Формула Ньютона-Лейбница:
Вычислить определенный интеграл (в заданиях 9 — 12):
A) 4,25; B) 4,75; C) 3,25; D) 3,75.
A) -0,5; B) 0,5; C) 0; D) -1.
Вариант 2.
Совокупность всех первообразных F(x) + C функции f(x) на рассматриваемом промежутке называется неопределенным интегралом и обозначается ∫f(x)dx, где f(x) — подынтегральная функция, f(x)dx — подынтегральное выражение, х – переменная интегрирования.
Найти неопределенный интеграл (в заданиях 1 – 8):
1. ∫ (3x2-2x +1)dx.
A) 6x-2 +C; B) x3-2x2 + x + C;
C) x3-x2 + x + C; D) 3x3-x2 +2x+C.
2. ∫ (cosx +5sinx)dx.
A) sinx-5cosx+C; B) -cosx+5sinx+C; C) -sinx+5cosx+C; D) sinx-5cosx.
A) tgx-ctgx+C; B) tgx+ctgx+C; C) ctgx-tgx+C; D) tg2x+ctg2x+C.
5. ∫ (3x + 2)4 dx.
7. ∫ cos(8x-5)dx.
Формула Ньютона-Лейбница:
Вычислить определенный интеграл (в заданиях 9 — 12):
A) 6,25; B) 6,6; C) 6,5; D) 6,2.
A)
A) 1; B) 2; C) -2; D) 0.
A) -4; B) 0; C) -8; D) 4.
Сверить ответы.
Поделиться новостью в соцсетях
Метки: алгебра 11 класс, интеграл
Неопределенные интегралы — eTutorWorld
В физике мы знаем, что скорость изменения смещения есть скорость.
Теперь, если нам известна скорость объекта в любое время т. е. в любой данный момент, можем ли мы определить перемещение этого объекта в этот момент .
Точно так же скорость изменения скорости равна ускорению.
Если нам известно ускорение в любой момент времени, можем ли мы определить его скорость?Дифференцирование помогает нам найти скорость изменения одной величины по отношению к другой. Точно так же нам нужно обратить процесс, чтобы найти ответы на поставленные выше вопросы.
Ответы на эти вопросы может дать так называемая интеграция.
Рисунок 1: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Terminal_Velocity.png
Здесь мы вводим понятие интеграции.
- Интеграция – процесс, обратный дифференцированию.
- В дифференцировании нам дана функция f ( x ) & мы находим ее производную, т.е. f ‘ ( x ) .
- В интегрировании нам дана производная
Этот процесс называется антиинтеграцией.
Неопределенный интеграл
Пусть F ( x ) будет функцией, дифференцируемой на интервале, I . f ( x ) является такой функцией
, что
(F( x))= F ‘(x)=f(x), x I . Тогда мы имеем,
f(x) dx = F(x) , где f(x)dx обозначает семейство или класс антипроизводных , который читается как
Неопределенный интеграл от f относительно x .Примечание: C — это константа, называемая константой интегрирования.
Для каждого отдельного значения C мы получаем другой член семейства. Следовательно, он называется Неопределенный (который не является фиксированным/определенным) интеграл.
eTutorWorld предлагает доступное онлайн-обучение один на один для учащихся 2–12 классов, помощь в подготовке к стандартным тестам, таким как SCAT, CogAT, SSAT, SAT, ACT, ISEE и AP. Вы можете запланировать уроки онлайн-репетиторства в удобное для вас время с гарантией возврата денег. Первый индивидуальный онлайн-урок всегда БЕСПЛАТНЫЙ, никаких обязательств по покупке, кредитная карта не требуется.
Запланировать бесплатный сеанс
Кредитная карта не требуется, никаких обязательств по покупке.
Просто запланируйте БЕСПЛАТНОЕ занятие, чтобы встретиться с преподавателем и получить помощь по любой интересующей вас теме!
5.4: Неопределенные интегралы и теорема о чистом изменении
- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
- Идентификатор страницы
- 4474
Цели обучения
- Применение основных формул интегрирования.
- Объясните значение теоремы о чистом изменении.
- Используйте теорему о чистых изменениях для решения прикладных задач.
- Примените интегралы от нечетных и четных функций.
В этом разделе мы используем некоторые основные формулы интегрирования, изученные ранее, для решения некоторых ключевых прикладных задач. Важно отметить, что эти формулы представлены в терминах неопределенных интегралов. Хотя определенные и неопределенные интегралы тесно связаны между собой, следует помнить о некоторых ключевых различиях. Определенный интеграл — это либо число (когда пределы интегрирования — константы), либо отдельная функция (когда один или оба предела интегрирования — переменные). Неопределенный интеграл представляет собой семейство функций, каждая из которых отличается на константу. По мере того, как вы будете лучше знакомиться с интегрированием, вы почувствуете, когда использовать определенные интегралы и когда использовать неопределенные интегралы.
Теорема о чистом изменении
Теорема о чистом изменении рассматривает интеграл скорости изменения . В нем говорится, что при изменении количества новое значение равно первоначальному значению плюс интеграл скорости изменения этого количества. Формула может быть выражена двумя способами. Второй более знаком; это просто определенный интеграл.
Теорема о чистом изменении
Новое значение изменяющейся величины равно первоначальному значению плюс интеграл скорости изменения: 9b_aF'(x)dx=F(b)−F(a). \label{Net2} \]
Вычитание \(F(a)\) из обеих частей уравнения \ref{Net1} дает уравнение \ref{Net2}. Поскольку это эквивалентные формулы, какую из них мы используем, зависит от приложения.
Значение теоремы о чистом изменении заключается в результатах. Чистое изменение может быть применено к площади, расстоянию и объему, и это лишь некоторые из приложений. Чистое изменение учитывает отрицательные величины автоматически, без необходимости писать более одного интеграла. Чтобы проиллюстрировать это, давайте применим теорему о чистом изменении к скорость функция, результатом которой является смещение.
Мы рассмотрели простой пример этого в разделе «Определенный интеграл». Предположим, что автомобиль движется прямо на север (в положительном направлении) со скоростью 40 миль в час между 14:00 и 14:00. и 16:00, затем машина движется на юг со скоростью 30 миль в час между 16:00 и 16:00. и 17:00 Мы можем изобразить это движение, как показано на рисунке \(\PageIndex{1}\).
Рисунок \(\PageIndex{1}\): График показывает зависимость скорости от времени для заданного движения автомобиля.Как и раньше, мы можем использовать определенные интегралы для расчета чистого перемещения, а также общего пройденного расстояния. 95_430\,дт=80+30=110. \nonumber \]
Таким образом, между 14:00 и 17:00 машина проехала в общей сложности 110 миль.
Подводя итог, чистый водоизмещение может включать как положительные, так и отрицательные значения. Другими словами, функция скорости учитывает как расстояние вперед, так и расстояние назад. Чтобы найти чистое смещение, проинтегрируйте функцию скорости по интервалу. С другой стороны, общее пройденное расстояние всегда положительно. Чтобы найти общее расстояние, пройденное объектом независимо от направления, нам нужно проинтегрировать абсолютное значение функции скорости. 92}{2}−5(3)\right]−0=\frac{27}{2}−15=\frac{27}{2}−\frac{30}{2}=−\frac{3 {2}. \nonumber \]
Чистое водоизмещение равно \( −\frac{3}{2}\) м (рис. \(\PageIndex{2}\)).
Рисунок \(\PageIndex{2}\): График показывает зависимость скорости от времени для частицы, движущейся с линейной функцией скорости.Пример \(\PageIndex{3}\): определение общего пройденного расстояния
Используйте пример \(\PageIndex{2}\), чтобы найти общее расстояние, пройденное частицей, в соответствии с функцией скорости \(v(t) =3t−5\) м/с за интервал времени \([0,3].\)
Решение
Общее пройденное расстояние включает как положительные, так и отрицательные значения. Следовательно, мы должны проинтегрировать абсолютное значение функции скорости, чтобы найти общее пройденное расстояние.
Чтобы продолжить пример, используйте два интеграла, чтобы найти общее расстояние. Сначала найдите \(t\)-пересечение функции, так как именно там происходит деление интервала. Приравняйте уравнение к нулю и решите относительно \(t\). Таким образом,
\[ \begin{align*} 3t−5 &=0 \\[4pt] 3t &=5 \\[4pt] t &=\frac{5}{3}. \end{выравнивание*}\] 94}{4}\right]−0 \\[4pt] &=10−\frac{16}{4} \\[4pt] &=6. \end{align*} \nonumber \]
Таким образом, моторная лодка использует \(6\) галлонов бензина за \(2\) часа.
Пример \(\PageIndex{5}\): Начало главы: Iceboats
Как мы видели в начале главы, лучших гонщиков на ледяных лодках могут развивать скорость, в пять раз превышающую скорость ветра. Однако Эндрю — средний ледоход, поэтому он развивает скорость, равную только удвоенной скорости ветра.
Рисунок \(\PageIndex{3}\): (кредит: модификация работы Картера Брауна, Flickr)Предположим, однажды утром Эндрю выводит свою лодку на лед, когда все утро дует легкий бриз со скоростью \(5\) в час. Однако, когда Эндрю настраивает свою ледяную лодку, ветер начинает усиливаться. В течение первых получаса его катания на льдине скорость ветра увеличивается в соответствии с функцией \(v(t)=20t+5.\). Во вторые полчаса прогулки Эндрю остается стабильным на скорости \(15\) миль в час. Другими словами, скорость ветра определяется как
\[ v(t)=\begin{cases}20t+5, & \text{for } 0≤t≤\frac{1}{2}\\15, & \text{for} \frac{1}{2}≤t≤1\end{cases} \nonumber \] 91_{1/2} \\[4pt]
&=\left(\frac{20}{4}+5\right)−0+(30−15) \\[4pt]
&=25. \end{align*}\]
Эндрю находится в 25 милях от начальной точки через 1 час.
Упражнение \(\PageIndex{3}\)
Предположим, что вместо того, чтобы оставаться устойчивым в течение вторых получасов прогулки Эндрю, ветер начинает стихать в соответствии с функцией \(v(t)=−10t+ 15.\) Другими словами, скорость ветра определяется как
\[ v(t)=\begin{cases}20t+5, & \text{for } 0≤t≤\frac{1}{2} \\−10t+15, &\text{для } \frac{1}{2}≤t≤1\end{случаев}. \номер\]
В этих условиях, как далеко от исходной точки находится Андрей через 1 час?
- Подсказка
Не забывайте, что ледяная лодка Эндрю движется в два раза быстрее ветра.
- Ответить
\(17,5\) миль
Интегрирование четных и нечетных функций
Мы видели в разделе «Функции и графики», что четная функция — это функция, в которой \(f(−x)=f(x)\) для всех \(x\) в области — то есть график кривой не изменится при замене \(x\) на \(−x\). Графики четных функций симметричны относительно оси \(y\). нечетная функция — это функция, в которой \(f(-x)=-f(x)\) для всех \(x\) в области, а график функции симметричен относительно начала координат.
Интегралы четных функций, когда пределы интегрирования от \(−a\) до \(a\), включают две равные площади, потому что они симметричны относительно оси \(y\). Интегралы нечетных функций, когда пределы интегрирования равны \([−a,a],\), оцениваются как нуль, потому что площади выше и ниже оси \(x\) равны.
Интегралы четных и нечетных функций 98−2)\,dx\) и убедиться в справедливости формулы интегрирования четных функций.
Решение
Симметрия показана на графиках на рисунке \(\PageIndex{4}\). На графике (а) показана область под кривой и над осью \(х\). Нам нужно сильно увеличить этот график, чтобы увидеть регион. На графике (b) показана область над кривой и под осью \(x\). Знаковая область этой области отрицательна. Оба представления иллюстрируют симметрию относительно оси \(y\) четной функции. У нас есть 92_{0}=\frac{512}{3}−4=\frac{500}{3} \nonumber \]
Так как \( 2⋅\frac{500}{3}=\frac{1000}{ 3},\) мы проверили формулу для четных функций на данном конкретном примере.
Рисунок \(\PageIndex{4}\): На графике (a) показана положительная площадь между кривой и осью \(x\), тогда как на графике (b) показана отрицательная площадь между кривой и \(x\) \)-ось. Оба вида показывают симметрию относительно оси \(y\).Пример \(\PageIndex{7}\): интегрирование нечетной функции
Вычисление определенного интеграла от нечетной функции \(−5 \sin x\) на интервале \([−π,π].\) 94\,дх.\)
- Подсказка
Интегрировать четную функцию.
- Ответить
\(\dfrac{64}{5}\)
Основные понятия
- Теорема о чистом изменении утверждает, что при изменении количества конечное значение равно первоначальному значению плюс интеграл скорости изменения.