- •Часть II
- •I.Функции нескольких переменных
- •Функция двух переменных
- •Предел функции
- •Непрерывность функции двух переменных
- •Производные и дифференциалы функции нескольких переменных
- •Частные производные высших порядков
- •Дифференцируемость и полный дифференциал функции
- •Дифференциалы высших порядков
- •Производная сложной функции. Полная производная
- •8.Инвариантность формы полного дифференциала
- •Дифференцирование неявной функции
- •Производная по направлению
- •Градиент
- •Экстремум функции двух переменных
- •Необходимые и достаточные условия экстремума
- •II. Неопределенный интеграл
- •Понятие неопределенного интеграла
- •2. Свойства неопределенного интеграла
- •3. Таблица основных неопределенных интегралов
- •4. Основные методы интегрирования
- •5. Интегрирование рациональных функций.
- •6. Интегрирование тригонометрических функций
- •7. Интегрирование иррациональных функций
- •III. Определенный интеграл
- •Определение определенного интеграла
- •Геометрический смысл определенного интеграла
- •3) Работа переменной силы
- •Формулы Ньютона-Лейбница
- •Основные свойства определенного интеграла
- •Вычисление определенного интеграла
- •Несобственные интегралы
- •7. Применение определенных интегралов для расчета геометрических и физических величин различного рода
- •7.1. Вычисление площадей плоских фигур
- •7.2 Вычисление длины дуги плоской кривой
- •7.3 Вычисление объема тела
- •8. Приближенное вычисление определенного интеграла
- •8.1. Формулы прямоугольников
- •8.2. Формула трапеций
- •8.3. Формула парабол (Симпсона)
- •IV. Кратные интегралы
- •4.1. Двойной интеграл. Основные понятия
- •4.2. Геометрический смысл двойного интеграла
- •4.3. Основные свойства двойного интеграла
- •4.4.Вычисление двойного интеграла
- •4.5. Приложения двойного интеграла
- •Статические моменты и центр тяжести плоской фигуры
- •4.6. Тройной интеграл. Основные понятия
- •4.7. Вычисление тройного интеграла.
- •4.8. Приложения тройного интеграла
- •V. Числовые ряды
- •5.1. Основные понятия
- •5.2. Необходимый признак сходимости числового ряда
- •5.3. Достаточные признаки сходимости знакопостоянных рядов
- •5.4. Признак Даламбера
- •5.5. Радикальный признак Коши
- •5.6. Интегральный признак Коши. Обобщенный гармонический ряд
- •5.7. Знакочередующиеся и знакопеременные ряды Признак Лейбница
- •5.8. Абсолютная и условная сходимость числовых рядов
- •VI.Степенные ряды
- •1 Функциональные ряды
- •1.1 Основные понятия
- •2. Некоторые приложения степенных рядов
- •2.1. Приближенное вычисление значений функций
- •2.2. Приближенное вычисление определенных интегралов
- •VII. Ряды Фурье
- •7.1. Основные понятия
- •7.2. Тригонометрический ряд Фурье
- •7.3 Разложение в ряд Фурье 2π-периодических функций. Теорема Дирихле
- •7.4. Разложение в ряд Фурье четных и нечетных функций
- •7.5. Разложение в ряд Фурье функций произвольного периода
- •VIII. Дифференциальные уравнения (д.У.)
- •8.1. Общие сведения на основании понятия о д.У.
- •8.2. Дифференциальное уравнение первого порядка
- •3. Линейные уравнения
- •Метод Бернулли
- •8.3.Дифференциальные уравнения высших порядков
- •1.Решение путем понижения порядка уравнения.
- •2.Линейные дифференциальные уравнения высших порядков.
- •8.4. Решение ду второго порядка с постоянными коэффициентами.
- •1.Решение лоду второго порядка с постоянными коэффициентами.
- •2. Решение лоду n –го порядка с постоянными коэффициентами.
- •Линейные неоднородные дифференциальные уравнения (лнду)
- •1.Структура общего решения лнду второго порядка.
- •2.Метод вариации произвольных постоянных.
- •3.Решение лнду второго порядка с постоянными коэффициентами и правой частью специального вида.
- •4.Решение лнду n- го порядка с постоянными коэффициентами и правой специальной частью.
- •Системы дифференциальных уравнений
- •Решение нормальных систем.
- •2.Системы линейных ду с постоянными коэффициентами.
-
Несобственные интегралы
Определенный интеграл , где промежуток интегрирования конечный, а подынтегральная функция непрерывна на , называется собственным. Рассмотрим так называемые несобственные интегралы, т.е. интегралы от непрерывных функций, но с бесконечным промежутком интегрирования или определенный интеграл с конечным промежутком интегрирования, но от функции, имеющей на нем бесконечный разрыв.
-
Интеграл с бесконечным промежутком интегрирования (несобственный интеграл 1ого порядка).
Пусть функция непрерывна на промежутке. Если существует конечный предел ,то его называют несобственным интегралом первого порядка и обозначают . Таким образом, =.
В этом случае говорят, что несобственный интеграл сходится. Если же указанный предел не существует или он бесконечен, то говорят, что интеграл расходится.
Аналогичным образом определяется несобственный интеграл на промежутке . =. Несобственный интеграл с двумя бесконечными пределами определяется формулой:
+, где С – произвольное число. В этом случае интеграл слева сходится лишь тогда, когда сходятся оба интеграла справа. Отметим, что если непрерывная функция на промежутке и интеграл сходится, то он выражает площадь бесконечно длинной криволинейной трапеции.
Пример: вычислить несобственный интеграл.
а) интеграл сходится
б) интеграл расходится, т.к. не существует.
2) Интеграл от разрывной функции (несобственный интеграл 2ого рода)
Пусть функция непрерывна на и имеет бесконечный разрыв при x=b. Если существует конечный предел , то его называют несобственным интегралом второго рода и обозначают . Таким образом, по определению
=. Если предел в правой части существует, то несобственный интеграл сходится. Если же указанный предел не существует или бесконечен, то интеграл расходится. Аналогично, если функция терпит бесконечный разрыв в точке x=a, то =. Если функция терпит разрыв во внутренней точке С отрезка , то несобственный интеграл второго рода определяется соотношением +. В этом случае интеграл слева называется сходящимся, если оба несобственных интеграла, стоящих справа, сходятся.
Пример: Вычислить , при х=0, функция терпит бесконечный разрыв.
. Следовательно, интеграл расходится.
7. Применение определенных интегралов для расчета геометрических и физических величин различного рода
Рассмотрим каким образом можно найти значение какой-либо физической или геометрической величины А, связанной с изменением какого-либо независимого параметра х, меняющегося в пределах от до b. Считаем, что величина А – аддитивная, т.е. при разбиении на части, суммарное значение всех частей равно полной величине А, т.е. .
Для определения А можно пойти двумя путями. В первом случае разобьем промежутки изменения параметра х на части, причем каждой части будет соответствовать свое значение . Каждое такое элементарное слагаемое можно представить в виде произведения какой-то функции f на элементарный отрезок . То есть .
Тогда приближенное значение , а точное значение .
Указанный способ основан на представлении интеграла как о сумме бесконечного большого числа бесконечно малых величин. Второй путь несколько видоизменен на промежутке изменения х . Выбираем произвольное значение и рассматриваем промежуток . На этом промежутке становится функцией . . Затем находим величину приращения при изменении на малую величину , т.е. находим дифференциал функции .
, где - определяется условиями задачи, учитывая, что при находим : .