Найти тему
Vseznayka

Практика. Математический анализ (Матан). Формула интегрирования по частям.

Источник: https://foma.ru/wp-content/uploads/fotos/calendar/04_%20april/10_02.jpg
Источник: https://foma.ru/wp-content/uploads/fotos/calendar/04_%20april/10_02.jpg

На сегодняшнем практическом занятии зайдёт речь о одной из самых важных формул в интегральном исчислении. Сложности она из себя не представляет (на этой практике), только требуются уже базовые знания: умение пользоваться формулой Ньютона-Лейбница (лучше ознакомиться, если ещё не знакомы), знать или иметь перед глазами таблицу интегралов и производных. Ах да, забыл рассказать в каких случаях она применяется, используют её в основном, когда у нас под знаком интеграла стоят две функции которые нельзя перемножить между собой (бывают и другие случаи), подобное уже было на практике по производным. Пожалуй стоит начинать...

Приведены две вариации формулы интегрирования по частям, для неопределённого интеграла и для определённого, пускай будет.
Приведены две вариации формулы интегрирования по частям, для неопределённого интеграла и для определённого, пускай будет.

Попробуем решить один, из наиболее встречающихся интегралов, который берётся по частям, за одно и опробуем наши формулы.

Да, это натуральный логарифм, тем кто не особо знаком с таблицей интегралов, может показаться что он там есть, но увы. Давайте попробуем разобраться что за "u" и "dv", если говорить очень просто, то за "u", вы должны взять функцию от которой потом можно взять производную, а за "dv", то от чего можно взять интеграл. Не стоит пока заморачиваться, примите как факт, дальше на другом примере будет яснее. После того как выбрали, нужно от "и" взять дифференциал, а от "dv" взять интеграл. Далее подставить всё в формулу и довести дело до конца, думаю тут комментировать нечего, расписано всё подробно. Не забываем дописывать константу (С) в конце, потому что интеграл неопределённый.
Да, это натуральный логарифм, тем кто не особо знаком с таблицей интегралов, может показаться что он там есть, но увы. Давайте попробуем разобраться что за "u" и "dv", если говорить очень просто, то за "u", вы должны взять функцию от которой потом можно взять производную, а за "dv", то от чего можно взять интеграл. Не стоит пока заморачиваться, примите как факт, дальше на другом примере будет яснее. После того как выбрали, нужно от "и" взять дифференциал, а от "dv" взять интеграл. Далее подставить всё в формулу и довести дело до конца, думаю тут комментировать нечего, расписано всё подробно. Не забываем дописывать константу (С) в конце, потому что интеграл неопределённый.

В следующем примере, рассмотрим сразу, как не нужно делать и к чему это может привести. На этот разу, только интеграл определённый, он тоже достаточно часто встречается, имея различные пределы интегрирования. По сложности, не уступает прошлому, разве чуть интереснее.

Как мы видим первый вариант решения этого интеграла заводит нас в тупик, из которого выхода нет, кроме как дальше брать интеграл по частям используя другие переменные для "u" и "dv". Но это слишком долго будет, есть путь по проще. Что бы решение пошло "как по маслу", нужно взять правильные переменные за "u" и "dv", во втором случае как мы видим картина уже иная, интеграл полученный после подстановки  очень простой (есть в табличке). После интегрирования остаётся только использовать формулу Ньютона-Лейбница и всё подсчитать.
Как мы видим первый вариант решения этого интеграла заводит нас в тупик, из которого выхода нет, кроме как дальше брать интеграл по частям используя другие переменные для "u" и "dv". Но это слишком долго будет, есть путь по проще. Что бы решение пошло "как по маслу", нужно взять правильные переменные за "u" и "dv", во втором случае как мы видим картина уже иная, интеграл полученный после подстановки очень простой (есть в табличке). После интегрирования остаётся только использовать формулу Ньютона-Лейбница и всё подсчитать.
Не стоит перегружаться, нужно отдохнуть. Рассмотрели сегодня два часто встречающихся примера. В другой раз разберём уже более "навороченные" интегралы. Делитесь этой статьёй с группашами (можно и преподавателями). Спасибо за внимание.