#algebra ## Неопределенный Неопределенный интеграл - [[Первообразная]] функции ### Метод замены переменной Заменить в подынтегральном выражении на более простое с использованием другой переменной, рассчитать новый дифференциал, посчитать. ![[Pasted image 20241004233740.png]] ![[Pasted image 20241004233754.png]] >[!Пример] >![[Pasted image 20241004235101.png]] ### Метод интегрирования по **частям** $$\LARGE (uv)'=u'v+uv'$$ $$\LARGE \frac{d}{dx}(uv)=\frac{du}{dx}v+u\frac{dv}{dx}$$ $$\LARGE u\frac{dv}{dx}=\frac{d}{dx}(uv)-\frac{du}{dx}v$$ Интегрируем: $$\LARGE \int u dv=uv-\int vdu$$ По частям интегрируются интегралы: 1) с [[Логарифм|логарифмами]] и логарфимами, умноженными на какой-нибудь многочлен 2) с экспоненциальной функцией, умноженный на какой-нибудь многочлен 3) с [[Тригонометрические функции|тригонометрическими функциями]] (включая обратные), умноженными на [[Многочлен|многочлен]] Основное правило: выбирать $\LARGE u$ и $\LARGE v$ так, чтобы $\LARGE \int vdu$ был легче для расчета, чем $\LARGE \int udv$. >[!Пример]- >![[Pasted image 20241010200704.png]] >![[Pasted image 20241010200712.png]] >[!Пример 2]- >![[Pasted image 20241010203010.png]] >![[Pasted image 20241010203020.png]] >[!Пример 3]- >![[Pasted image 20241010204742.png]] >![[Pasted image 20241010204751.png]] ## Определенный ### Римана Определенный интеграл $\LARGE \displaystyle \int_a^bf(x)dx$ является площадью под графиком функции $\LARGE f(x)$ на участке $\LARGE [a;b]$. Или: $\LARGE \displaystyle \int_a^bf(x)dx=\sum_{i}(x_{i+1}-x_i)\cdot f(x_i)$ суммы называются **римановскими суммами** Тогда интеграл Римана непрерывной функции $\LARGE f$ по $\LARGE [a,b]$ называется предел сумм Римана при стремлении диаметра разбиения к нулю НЕОБХОДИМО УЧИТЫВАТЬ знакопеременность [[Числовая функция|функции]]: ![[Pasted image 20241004213421.png]] интеграл на красном промежутке с знаком +, на зеленом - со знаком - ### Свойства $$\LARGE \displaystyle \int_a^b f(x)dx=\int_a^\epsilon f(x)dx+\int_\epsilon^bf(x)dx$$ $$\LARGE \displaystyle \int_a^bf(x)dx=-\int_b^af(x)dx$$(из определения через сумму) $$\LARGE \displaystyle \int_a^bkf(x)dx=k\int_a^bf(x)dx$$ $$\LARGE \displaystyle \int_a^b(f(x)+g(x))dx=\int_a^bf(x)dx+\int_a^bg(x)dx$$ #### Формула Ньютона-Лейбница $$\LARGE \displaystyle \int_{x_0}^{\epsilon+\delta x}f(x)dx=\int_{x_0}^\epsilon f(x)dx+\int_\epsilon^{\epsilon+\delta x}f(x)dx\approx \int_{x_0}^\epsilon f(x)dx+f(\epsilon)\delta x$$Отсюда: $\LARGE \frac{dI}{d\epsilon}=f(\epsilon)$, т.е. интеграл - первообразная $\LARGE f(\epsilon)$: $\LARGE I=F(\epsilon)+C$. Если $\LARGE \epsilon = x_0$, то $\LARGE I=0$, т.е. $\LARGE C=-F(x_0)$ Отсюда: $$\LARGE \displaystyle \int_{x_0}^\epsilon f(x)dx=F(\epsilon)-F(x_0)$$ формула Ньютона-Лейбница Более формальное доказательство: ![[Pasted image 20250224035953.png]] ![[Pasted image 20250224040005.png]] "определение" здесь: ![[Pasted image 20250224040336.png]] (где $\LARGE \sigma$ - интегральная сумма) #### Теоремы интегрируемости ![[Pasted image 20250224050934.png]] #### Критерий Лебега интегрируемости по Риману ![[Pasted image 20250225204920.png]] ![[Pasted image 20250225205139.png]] ##### Леммы для доказательства критерия Лебега ![[Pasted image 20250225205303.png]] ![[Pasted image 20250225205313.png]] ![[Pasted image 20250225205319.png]] ![[Pasted image 20250225205336.png]] ##### Само доказательство ![[Pasted image 20250225205448.png]] ![[Pasted image 20250225205536.png]] ##### Следствия ![[Pasted image 20250225205650.png]] ![[Pasted image 20250225205714.png]] ![[Pasted image 20250225205729.png]] #### Площадь фигуры Если на отрезке $\LARGE [a;b]$ непрерывная функция $\LARGE f(x)$ больше либо равна некоторой непрерывной функции $\LARGE g(x)$, то площадь фигуры, ограниченной графиками данных функций и прямыми $\LARGE x=a, x=b$, можно найти по формуле $\LARGE S=\displaystyle \int_a^b (f(x)-g(x))dx$ ### [[Несобственный интеграл]]