1-misol
. Integralni toping:
1)
3
;
xdx
x
x
2)
3
;
1
1
dx
x
x
3)
2
3
1
.
2
2
x
dx
x
x
Yechish.
137
1)
3
xdx
x
x
ni hisoblaymiz.
1
2
va
1
3
funksiyalarning umumiy maxraji 6 ga
teng boʻlganligi sababli
6
x t
almashtirish bajaramiz. U holda
5
6
dx
t dt
boʻladi
va integral quyidagi koʻrinishni oladi.
3
5
6
5
4
3
2
3
2
3
6
1
6
6 (
1
)
1
1
xdx
t t
t
dt
dt
t
t
t
t
t
dt
t
t
t
t
x
x
6
5
4
3
2
5
6
6
3
6
2
3
6
6ln
1
5
2
5
t
t
t
t
t
t
t
C x
x
2
3
3
6
6
3
2
3
6
6ln
1
.
2
x
x
x
x
x
C
2)
3
1
1
dx
x
x
integralni hisoblaymiz. Integral ostidagi funksiya
3
( ,
1,
1)
R x x
x
koʻrinishdagi funksiya boʻlib, bu yerda
1
2
1
1
,
2
3
. Bu
funksiyalarning umumiy maxraji
6
m
. U holda
6
1
x
t
,
3
1
x
t
,
2
3
1
x
t
almashtirishlar bajarib, quyidagi
3
6
1
t dt
I
t
integralga kelamiz. Natijada
2
3
2
1
6 (
1
)
2
3
6
6ln |
1|
1
I
t
t
dt
t
t
t
t
C
t
=
3
6
6
2
1 3
1 6
1 6ln |
1 1|
x
x
x
x
C
.
3)
2
3
1
2
2
x
dx
x
x
integralni hisoblaymiz. Bu integral
2
I
koʻrinishidagi
integraldir. Shu sababli funksiyaning suratini
3
3
1
2
2
4
2
x
x
yozib olib
quyidagiga ega boʻlamiz:
1
2
2
2
2
2
3
2
2
4
(3
1)
3
2
(
2
2)
(
2
2)
2
2
2
2
2
x
x
dx
dx
x
x
d x
x
x
x
x
x
2
2
2
(
1)
4
3
2
2 4ln
1
2
2
.
(
1)
1
d x
x
x
x
x
x
C
x
Mashqni bajaring.
Integralni toping:
1)
3
3
4
;
xdx
x
x
x
2)
3
1
;
1
1
x
dx
x
x
3)
2
5
4
.
3
5
3
x
dx
x
x
138
Trigonometrik funksiyalarni integrallash usullari.
(sin ,cos )
I
R
x
x dx
integralni
qaraylik. Bu koʻrinishdagi integrallarni hisoblash uchun umumiy usul mavjud.
Haqiqatan ham, yuqoridagi integralda
2
x
t tg
almashtirishni bajarsak,
2
2
2
2
2
2
2
1
2
2
1
2
2
2
2
,
, cos
, sin
1
1
1
1
1
2
2
x
x
tg
tg
dt
t
t
x
arctgt dx
x
x
x
x
t
t
t
tg
tg
kelib chiqadi. Bu funksiyani integralga qoʻysak,
2
1
2
2
2
2
1
2
,
( )
1
1
1
t
t
dt
I
R
R t dt
t
t
t
hosil boʻladi. Bunda R oʻz argumentlarining ratsional funksiyasi boʻlgani uchun R
1
ham ratsional funksiya boʻladi. Demak, berilgan integral ratsional – kasr
funksiyalarni integrallashga keltiriladi.
Shuni ta’kidlash kerakki,
2
x
t tg
universal almashtirish yordamida
cos
sin
dx
a
x b
x c
koʻrinishdagi integrallarni topish osonlashadi.
Ba’zi hollarda bunday universal almashtirish murakkab ratsional – kasr
funksiyalarni integrallashga olib keladi. Shuning uchun ba’zi hollarda boshqa
almashtirishlardan foydalanish anchagina qulay boʻladi.
a)
(sin ,
cos )
(sin , cos )
R
x
x
R
x
x
boʻlsa, u holda
sin x t
almashtirish
bajariladi.
b)
( sin , cos )
(sin , cos )
R
x
x
R
x
x
boʻlsa, u holda
cos
x t
almashtirish
bajariladi.
c)
( sin ,
cos )
(sin , cos )
R
x
x
R
x
x
boʻlsa, u holda
tgx t
almashtirish
bajariladi.
d)
sin
cos
n
m
I
x
xdx
integralni qaraylik. Bunda m, n – butun sonlar.
Quyidagi uchta holni koʻramiz:
1) m va n lardan hech boʻlmaganda biri toq son boʻlsin. Masalan, m-toq son,
ya’ni m=2k+1, k-butun son. U holda
2
2
2
sin ,
cos , cos
(1 sin )
(1
)
k
k
k
t
x dt
x
x
x
t
almashtirishlar natijasida
2
2
sin
cos
sin
cos
cos
(1
)
n
m
n
k
n
k
I
x
xdx
x
x
xdx
t
t
dt
funksiya hosil boʻladi. Demak, t ga nisbatan ratsional funksiyaning integraliga ega
boʻlamiz.
139
2) m va n musbat juft sonlar boʻlsin, ya’ni m=2s, n=2k, s, k-natural sonlar. U
holda integrallash jarayonida
2
2
1 cos 2
1 cos 2
cos
, sin
, sin 2
2sin cos
2
2
x
x
x
x
x
x
x
formulalardan foydalanish maqsadga muvofiqdir.
3) Agar m va n lar juft sonlar boʻlib, ularning kamida biri manfiy boʻlsa,
yuqorida bayon qilingan usul maqsadga olib kelmaydi. Bunda tgx=t almashtirishni
bajarish lozim boʻladi.
e)
,
,
n
n
tg xdx
ctg xdx n
natural son, n>1 koʻrinishdagi integrallar mos
ravishda
tgx t
yoki
ctgx t
almashtirishlar yordamida hisoblanadi.
Masalan,
2
,
,
1
dt
tgx t x arctgt dx
t
almashtirishlarni bajarsak,
2
1
n
n
t
tg xdx
dt
t
hosil boʻladi. Demak, berilgan integral ratsional funksiyani
integrallashga keltiriladi.
k)
sin
cos
,
cos
cos
,
sin
sin
nx
mxdx
nx
mxdx
nx
mxdx
koʻrinishdagi
integrallarni hisoblash uchun ushbu
1
sin
cos
(sin(
)
sin(
) ),
2
1
cos
cos
(cos(
)
cos(
) ),
2
1
sin
sin
(cos(
)
cos(
) ),
2
nx
mx
n m x
n m x
nx
mx
n m x
n m x
nx
mx
n m x
n m x
formulalardan foydalanib, berilgan integrallarni yig‘indining integraliga keltirish
mumkin.
2-misol
. Integralni toping:
1)
5
;
tg xdx
2)
4
.
cos
dx
x
Yechish.
1)
5
tg xdx
integralni hisoblashda
2
,
,
1
dt
tgx t x arctgt dx
t
almashtirishlarni bajaramiz. U holda
5
4
2
2
5
3
2
2
2
4
2
4
2
2
2
1
(
1)
(
)
1
1
4
2
2
1
1
1
ln(
1)
ln(
1)
4
2
2
4
2
2
t
t
t
t
d t
tg xdx
dt
t
t
dt
t
t
t
t
t
tg x tg x
t
C
tg x
C
hosil boʻladi.
140
2)
4
cos
dx
x
integralning integral ostidagi funksiyasi uchun
( sin ,
cos )
(sin , cos )
R
x
x
R
x
x
shart bajariladi, shu sababli uni hisoblashda
tgx t
almashtirishdan foydalanamiz.
U holda
3
3
2
2
4
(1
) (
)
(1
)
cos
3
3
dx
t
tg x
tg x d tgx
t dt t
C tgx
C
x
.
Mashqni
bajaring.
Integralni toping:
1)
;
2
sin
cos
3
cos
dx
x
x
x
2)
2
2
5 2
;
sin
tg x
dx
x
3)
2
4
sin
cos
;
x
xdx
4)
8
7
cos sin
x
xdx
Trigonometrik almashtirishlar yordamida integrallash usuli.
2
,
R x ax
bx c dx
integrallarning xususiy hollarini hisoblashni yuqorida
qarab oʻtdik. Bu kabi integrallarni hisoblashning bir necha usullari mavjud boʻlib,
bunda biz avval trigonometrik almashtirishlarga asoslangan hisoblash usulini
koʻrib oʻtamiz.
2
ax
bx c
kvadrat uchhadni toʻla kvadratini ajratish va oʻzgaruvchini
almashtirish natijasida
2
2
u
k
koʻrinishga keltirish mumkin. Shunday qilib,
quyidagi uch turdagi integrallarni qaraymiz:
2
2
2
2
2
2
1
2
3
( ,
) ,
( ,
) ,
( ,
) .
I
R u k
u du I
R u k
u du I
R u u
k du
1
I
integral
sin ,
cos
u k
t u k
t
almashtirishlar natijasida
sin , cos
t
t
funksiyalarga nisbatan ratsional funksiya integraliga keltiriladi. Haqiqatan ham,
sin ,
0
u k
t k
almashtirishdan foydalansak,
2
2
cos
,
cos
du k
tdt
k
u
k
t
,
2
2
( ,
)
( sin , cos ) cos
R u k
u du
R k
t k
t k
tdt
boʻladi.
2
I
integral esa
,
u k tgt u k ctgt
almashtirishlar yordamida
sin , cos
t
t
funksiyalarga nisbatan ratsional funksiya integraliga keltiriladi.
Haqiqatan
ham,
,
0
u k tgt k
almashtirish bajaramiz. U holda
2
2
2
,
cos
cos
k
k
du
dt
k
u
t
t
2
2
2
sin
( ,
)
,
cos
cos
cos
t
k
k
R u k
u du
R k
dt
t
t
t
.
141
3
I
integral
sec
cos
k
u k
t
t
yoki
sin
k
u
t
almashtirish yordamida sint va
cost ga nisbatan ratsional funksiya integraliga keltiriladi. Haqiqatan ham,
cos
k
u
t
almashtirish bajaraylik. U holda
2
2
2
sin
sin
,
cos
cos
k
t
t
du
dt
u
k
k
t
t
2
2
2
sin
sin
( ,
)
,
cos
cos
cos
k
k
t
k
t
R u u
k du
R
dt
t
t
t
boʻladi.
sin , cos
t
t
funksiyalarga nisbatan ratsional funksiya integraliga keltiriladi.
Bu integrallar yuqorida keltirilgan metodlar yordamida hisoblanadi.
3-misol
. Integralni toping:
2
2
.
a
x dx
Yechish.
x atgt
almashtirish yordamida integralni
2
2
a
x dx
2
2
2
2
3
2
(1
)
cos
cos
cos
x atgt
a
dt
a
tg t
dt a
a
t
t
dx
dt
t
koʻrinishda yozib olamiz.
3
cos
dt
t
integralni hisoblashni oʻquvchilarga havola
qilamiz.
2
2
a
x dx
integralni quyidagicha boʻlaklab integrallash ham mumkin.
2
2
a
x dx
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
,
,
xdx
u
x
a du
a
x
a
x x
a
dx
x
a
x
a
dv dx
v x
2
2
2
2
2
2
2
a dx
x x
a
x
a dx
x
a
=
2
2
2
2
2
2
2
ln |
|,
x x
a
x
a dx a
x
x
a
2
2
x
a dx
funksiyani tenglikning chap tomoniga oʻtkazib, quyidagini
hosil qilamiz:
2
2
a
x dx
2
2
2
2
2
ln |
|
.
2
2
x
a
x
a
x
x
a
C
Izoh.
2
2
2
2
,
a
x dx
x
a dx
integrallarni ham boʻlaklab integrallash
mumkin. Bu integrallarni mustaqil ishlang.
Eyler
almashtirishi
yordamida integrallash.
2
( ,
)
I
R x ax
bx c dx
koʻrinishdagi integralni Eyler almashtirishlari yordamida hisoblash. Agar ildiz
ostidagi kvadrat uchhadning haqiqiy ildizlari boʻlmasa va
0
a
boʻlsa, u holda
142
ildiz osti funksiya manfiy boʻlib,
2
ax
bx c
funksiya mavjud boʻlmaydi va
integrallash masalasi oʻz ma’nosini yoʻqotadi. Shuning uchun quyidagi ikki hol
mavjud.
1)
0
a
va
2
ax
bx c
uchhad haqiqiy ildizlarga ega boʻlsin. Bu holda
t
x
x
x
a
c
bx
ax
)
(
)
)(
(
2
almashtirishni bajaramiz. Bunda
,
kvadrat uchhadning haqiqiy ildizlari.
Soddalik uchun
, deb faraz qilamiz. Demak,
,
,
)
(
)
(
,
)
(
)
)(
(
2
2
2
2
2
a
t
a
t
x
t
x
x
a
t
x
x
x
a
2
2
2
2
2 (
)
(
)
,
(
)
(
)
a
t
a
t
dx
dt
ax
bx c
x
t
t
a
t
a
.
Endi topilgan funksiyalarni berilgan integralga qoʻyib, t ga nisbatan ratsional
funksiyaning integraliga ega boʻlamiz.
Agar
boʻlsa,
2
2
)
(
x
a
c
bx
ax
funksiya mavjud
boʻlmaydi, chunki
0
a
.
2)
0
a
boʻlsin. Bu holda
2
ax
bx c t x a
almashtirishni bajaramiz. Bundan
2
2
2
2
2
t
c
bt c a t
a
ax
bx c t
a
b
t a
b
t a
kelib chiqadi. Topilganlarni berilgan integralga qoʻyib, yana
t
ga nisbatan ratsional
funksiyaning integraliga ega boʻlamiz.
Yuqorida keltirilgan almashtirishlar Eyler almashtirishlari deb ataladi.
Do'stlaringiz bilan baham: |