1)интеграл dx/1+в корне x2)интеграл (tgx+2tg2x +4tg4x+8tg8x)dx3)интеграл (tg^2)x*(sec^2)dx

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Результатами вычисления данных интегралов являются следующие выражения:

  1. 2x2ln(1+x)+C2 the square root of bold x end-root minus 2 l n open paren 1 plus the square root of bold x end-root close paren plus bold cap C ln|sinxsin16x|+Cl n the absolute value of the fraction with numerator sine bold x and denominator sine 16 bold x end-fraction end-absolute-value plus bold cap C 13tan3x+Cone-third tangent cubed bold x plus bold cap C

️ Шаг 1: Интегрирование первой функции методом подстановки Для решения интеграла dx1+xintegral of the fraction with numerator d x and denominator 1 plus the square root of x end-root end-fraction введем замену переменной u=xu equals the square root of x end-root . Тогда x=u2x equals u squared, а дифференциал dx=2udud x equals 2 u space d u. Подставим эти значения в исходное выражение: 2u1+uduintegral of the fraction with numerator 2 u and denominator 1 plus u end-fraction d u Разделим числитель на знаменатель, представив 2u2 u как 2(u+11)2 open paren u plus 1 minus 1 close paren: 2(11u+1)du=2(uln|u+1|)+C2 integral of open paren 1 minus the fraction with numerator 1 and denominator u plus 1 end-fraction close paren d u equals 2 open paren u minus l n the absolute value of u plus 1 end-absolute-value close paren plus cap C Возвращаясь к исходной переменной xx, получаем: 2x2ln(1+x)+C2 the square root of x end-root minus 2 l n open paren 1 plus the square root of x end-root close paren plus cap C . ️ Шаг 2: Использование тригонометрических тождеств для второй функции Заметим, что для любого угла αalpha справедливо тождество tanα=cotα2cot2αtangent alpha equals cotangent alpha minus 2 cotangent 2 alpha. Применим его последовательно к каждому слагаемому суммы tanx+2tan2x+4tan4x+8tan8xtangent x plus 2 tangent 2 x plus 4 tangent 4 x plus 8 tangent 8 x:

  • tanx=cotx2cot2xtangent x equals cotangent x minus 2 cotangent 2 x 2tan2x=2(cot2x2cot4x)=2cot2x4cot4x2 tangent 2 x equals 2 open paren cotangent 2 x minus 2 cotangent 4 x close paren equals 2 cotangent 2 x minus 4 cotangent 4 x 4tan4x=4cot4x8cot8x4 tangent 4 x equals 4 cotangent 4 x minus 8 cotangent 8 x 8tan8x=8cot8x16cot16x8 tangent 8 x equals 8 cotangent 8 x minus 16 cotangent 16 x
    Складывая эти выражения, мы получаем телескопическую сумму, где промежуточные члены сокращаются:
    tanx+2tan2x+4tan4x+8tan8x=cotx16cot16xtangent x plus 2 tangent 2 x plus 4 tangent 4 x plus 8 tangent 8 x equals cotangent x minus 16 cotangent 16 xИнтегрируем полученный результат:
    (cotx16cot16x)dx=ln|sinx|16116ln|sin16x|+C=ln|sinxsin16x|+Cintegral of open paren cotangent x minus 16 cotangent 16 x close paren d x equals l n the absolute value of sine x end-absolute-value minus 16 center dot 1 over 16 end-fraction l n the absolute value of sine 16 x end-absolute-value plus cap C equals l n the absolute value of sine x over sine 16 x end-fraction end-absolute-value plus cap C

️ Шаг 3: Нахождение первообразной для третьей функции В интеграле tan2xsec2xdxintegral of tangent squared x secant squared x space d x заметим, что sec2xsecant squared x является производной функции tanxtangent x. Выполним замену u=tanxu equals tangent x, тогда du=sec2xdxd u equals secant squared x space d x: u2du=u33+Cintegral of u squared d u equals the fraction with numerator u cubed and denominator 3 end-fraction plus cap C Подставляя u=tanxu equals tangent x обратно, получаем: 13tan3x+Cone-third tangent cubed x plus cap C . Ответ:

  1. dx1+x=2x2ln(1+x)+Cintegral of the fraction with numerator bold d bold x and denominator 1 plus the square root of bold x end-root end-fraction equals 2 the square root of bold x end-root minus 2 l n open paren 1 plus the square root of bold x end-root close paren plus bold cap C (tanx+2tan2x+4tan4x+8tan8x)dx=ln|sinxsin16x|+Cintegral of open paren tangent bold x plus 2 tangent 2 bold x plus 4 tangent 4 bold x plus 8 tangent 8 bold x close paren bold d bold x equals l n the absolute value of the fraction with numerator sine bold x and denominator sine 16 bold x end-fraction end-absolute-value plus bold cap C tan2xsec2xdx=13tan3x+Cintegral of tangent squared bold x secant squared bold x space bold d bold x equals one-third tangent cubed bold x plus bold cap C

Нужно ли вам пошаговое доказательство тригонометрического тождества, использованного во втором примере?

Форма ответа

Ваш аватар