Upload
jovanalazarevic
View
213
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
integrali
Citation preview
1
Osobina 1:Ako je funkcija f integrabilna (a time i definisana) na interlavu [a, a], onda je a
af(x)dx =
aa
f(t)dt. .
Drugim reqima, vrednost integrala ne zavisi od toga kako imenujemo promenivu ve samo od togakako podintegralna funkcija zavisi od te promenive i koje su granice integrala koji raqunamo.
Osobina 2:Neka je a > 0.Ako je funkcija f parna i integrabilna (a time i definisana) na interlavu [a, a], onda je
() aa
f(x)dx = 2
a0
f(x)dx.
Ako je funkcija f neparna i integrabilna (a time i definisana) na interlavu [a, a], onda je
() aa
f(x)dx = 0.
Dokaz: aa
f(x)dx =
0a
f(x)dx +
a0
f(x)dx = . . .. U prvom integralu uvedemo smenu x = t a onda (na
osovu osobine 1) preoznaqimo t sa x.
Zadatak 1: Izraqunati
x sin xcos2 x+ 1
dx.
Rexee:
x sin xcos2 x+ 1
dx()= 2
0
x sin xcos2 x+ 1
dx = 2I, za I = 0
x sin xcos2 x+ 1
dx.
Prvi naqin: Biramo smenu koja e interval integracije dovesti na simetriqan.smena: x = t+ 2
dx = dtx = t = 2x = 0 t = 2
sin x = sin(t+ 2 ) = cos tcos x = cos(t+ 2 ) = sin t
I =
2
2
(t+ 2 ) cos tsin2 t+ 1
dx =
2
2
t cos tsin2 t+ 1
dx+
2
2
2
cos tsin2 t+ 1
dx(),()=
= 0 +
2
0
cos tsin2 t+ 1
dx =
2
0
d(sin t)sin2 t+ 1
= ln | sin t+sin2 t+ 1||
20 = ln(1 +
2).
Drugi naqin: Biramo smenu koja nee da promeni interval integracije a podintegralna funkcija
da ,,pogodno transformixe.smena: x = t
dx = dtx = t = 0x = 0 t =
sin x = sin( t) = sin tcos x = cos( t) = cos t
I = 0
( t) sin t(1)dtcos2 t+ 1
=
0
( t) sin tcos2 t+ 1
dt =
0
sin tcos2 t+ 1
dt
0
t sin tcos2 t+ 1
dt =
0
d(cos t)cos2 t+ 1
I = ln(cos t+cos2 t+ 1)|0 I = 2 ln(1 +
2) I.
I = 2 ln(1 +2) I, pa I = ln(1 +
2).
Dakle,
x sin xcos2 x+ 1
dx = 2 ln(1 +2).
Zadatak 2: Izraqunati 11
1
(ex + 1)(x2 + 1)dx.
2
Rexee: Oznaqimo sa I traeni integral.
smena: x = t
dx = dtx = 1 t = 1x = 1 t = 1
I = 11
1
(et + 1)(t2 + 1)(1)dt =
=
11
et
(et + 1)(t2 + 1)dt
Osobina1=
11
ex
(ex + 1)(x2 + 1)dx.
Dakle,
I =
11
1
(ex + 1)(x2 + 1)dx
I =
11
ex
(ex + 1)(x2 + 1)dx
+
2I =
11
1 + ex
(ex + 1)(x2 + 1)dx =
11
1
(x2 + 1)dx = arctgx|11 = I =
4
U ovom zadatku smo koristili dve qienice. Jedna je vezana za izraz1
1 + ex, a druga za
1
1 + x2.
() Ako x zameni sa x u 11 + ex
dobije seex
1 + ex, a zbir poqetnog i krajeg izraza je 1.
() Ako x zameni sa x u 11 + x2
, nixta se ne mea.
Zadatak 2 se, imajui u vidu (), moe uopxtiti na sledei naqin: Za parnu funkciju f ,
definisanu i integrabilnu na [a, a] posmatrajmo integral I = bb
1
1 + exf(x)dx i uvedimo u ega
smenu kao u zadatku 2
smena: x = t
dx = dtx = b t = bx = b t = b
I = bb
1
1 + etf(t)(1)dt
()()=
bb
et
1 + etf(t)dt
Osobina2=
bb
ex
1 + exf(x)dx.
2I = I + T =
bb
1
1 + exf(x)dx+
bb
ex
1 + exf(x)dx =
bb
f(x)dx.
Zadatak 3: Izraqunati 11
x2 + 1
(ex + 1)dx.
Zadatak 4: Izraqunati a
1a
| lnx|x(x+ 1)
dx smenom x =1
t, pri qemu je a proizvoan pozitivan re-
alan broj.
Zadatak 5: Izraqunati 11
ex
(ex + 1)(x2 + 1)dx smenom x = t.
Zadatak 6: Izraqunati
arctg2x
(ex + 1)(x2 + 1)dx.
Zadatak 7: Izraqunati
sin2 x cos x
(ex + 1)dx.
Zadatak 8: Izraqunati
x sin x
(ex + 1)cos2 x+ 1
dx.
Zadatak 9: Izraqunati 11
1
(3x + 1)(x2 + 1)dx.
- Ako se umesto1
1 + exposmatra
1
1 + axza neki (bilo koji) popzitivan realan broj a, primeuje
se da osobina koja je vaila u () vai i dae:() Ako se x zameni sa x u 1
1 + axdobije se
ax
1 + axa zbir poqetnog i krajeg izraza je 1.
3
Zadatak 10: Izraqunati 11
x2 + 1
(4x + 1)dx.
Zadatak 11: Izraqunati a
1a
| lnx|x(x+ 1)
dx smenom x =1
t, pri qemu je a proizvoan pozitivan realan
broj .
Zadatak 12: Izraqunati 11
( 14 )x
(( 14 )x + 1)(x2 + 1)
dx smenom x = t.
Zadatak 13: Izraqunati
arctg2x
(x + 1)(x2 + 1)dx.
Zadatak 14: Izraqunati
sin2 x cos x
(2x+ 1)
dx.
Zadatak 15: Izraqunati
x sin x
((1e )x + 1)
cos2 x+ 1
dx.
() smo uopxtili tako xto smo primetili da od osobina izraza 11 + x2
u zadatku 2 koristimo
samo to da on predstava parnu funkciju.
() moemo da uopxtimo tako xto primetimo da 11 + ex
predstava funkciju g(x) qija je jedina
osobina koju smo koristili u zadatku 2: g(x) + g(x) = 1. Ovo moe da se uopxti.
Osobina 3: Neka je a > 0 i neka je funkcija f parna i integrabilna (a time i definisana) nainterlavu [a, a] i neka je g integrabilna funkcija na [a, a] takva da je g(x) + g(x) = k(= const) .
Tada je aa
g(x)f(x)dx =k
2
aa
f(x)dx
Dokaz: Oznaqimo sa I = aa
g(x)f(x)dx i uvedimo u ega smenu kao u zadatku 2.smena: x = t
dx = dtx = a t = ax = a t = a
I = aa
g(t)f(t)(1)dt = aa
(k g(t))f(t)dt = aa
(k g(x))f(x)dx.
2I = I + I =
aa
g(x)f(x)dx+
aa
(k g(x))f(x)dx = k aa
f(x)dx.