7.4.1. Непосредственное интегрирование
Способ непосредственного интегрирования основан на использовании свойств неопределенного интеграла и приведении подынтегрального выражения к табличной форме.
Пример. Найти интегралы:
1) .
Решение. На основании свойств 3 и 4 неопределенного интеграла и таблицы интегралов имеем
2) .
Решение. Воспользуемся свойствами 3 и 4 неопределенного интеграла:
3) .
7.4.2. Метод подстановки (замена переменной)
Этот способ заключается в переходе от данной переменной интегрирования к другой переменной для упрощения подынтегрального выражения и приведения его к одному из табличных.
Замена переменной в неопределенном интеграле производится с помощью подстановок двух видов:
1) , где t – новая переменная, а φ(t) – функция, имеющая непрерывную производную. Тогда формула замены переменной
.
2) , t – новая переменная. Формула замены переменной при такой подстановке:
Пример. Найти интегралы, используя подходящую подстановку:
1) .
Решение. Введем подстановку t = x3+5. Тогда dt = d(x3+5); dt=3x2dx. Отсюда x2dx=dt/3. Таким образом,
.
Ответ должен быть выражен через «старую» переменную х. Подставляя в результат интегрирования t = x3+5. Окончательно получим .
2) .
Решение.
Условимся в дальнейшем все промежуточные рассуждения и выкладки заключать в вертикальные скобки (как было сделано в примере 2).
7.4.3. Интегрирование по частям
Интегрированием по частям называется нахождение интеграла по формуле
, (6.4.1)
где u и v непрерывно дифференцируемые функции от х. С помощью формулы (6.4.1) нахождение интеграла сводится к нахождению другого интеграла . Применение этой формулы целесообразно в тех случаях, когда последний интеграл либо проще исходного, либо ему подобен.
При этом в качестве u берется функция, которая при дифференцировании упрощается, а в качестве dv – та часть подынтегрального выражения, интеграл от которой известен или может быть найден.
Пример. При нахождении интеграла, полагая u=x–5, dv=cosxdx, найдем du=dx, . Следовательно, применяя формулу (6.4.1), получим