Oʻz-oʻzini tekshirish uchun savollar
1.
Sodda ratsional funksiyalarga misollar keltiring.
2.
Qanday ratsional funksiya toʻg‘ri ratsional kasr, notoʻg‘ri ratsional kasr
funksiya deyiladi?
3.
Toʻg‘ri kasrni sodda kasrlarga yoyganda nima ishlar bajariladi?
4.
Toʻg‘ri kasrni sodda kasrlarga yoyganda aniqmas koeffisiyentlarni topish
qanday masalaga keltiriladi?
5.
Ratsional funksiyaning integrali qanday funksiyalar orqali ifodalanadi?
6.
Ratsional funksiyalarni integrallash algoritmini ayting.
,
)
2
(
2
2
2
,
2
2
2
2
dt
a
t
b
a
c
bt
a
t
dx
a
t
b
c
t
x
143
7.
,
m
ax b
R x
cx d
funksiyalarni integrallashda qanday almashtirish bajariladi?
8.
1
2
,
,
,...,
m
m
m
n
ax b
ax b
ax b
R x
cx d
cx d
cx d
funksiyalarni integrallashda qanday
almashtirish bajariladi?
9.
Trigonometrik almashtirishlar yordamida
2
( ,
)
R x ax
bx c dx
integral
qanday hisoblanadi?
10.
Qanday Eyler almashtirishlarini bilasiz?
35-mavzu. Aniq integral
Reja:
35.1.
Riman yig‘indisi.
35.2.
Aniq integralning geometrik va iqtisodiy ma’nolari.
35.3.
Aniq integralning asosiy xossalari.
35.4.
Aniq integralni hisoblash usullari.
35.5.
Egri chiziq yoyi uzunligini hisoblash.
35.6.
Yassi sirt yuzini hisoblash.
35.7.
Aylanma jism hajmi va sirtini hisoblash.
35.8.
Ma’lum vaqt oralig‘ida jamg‘arma bankiga tushgan pul miqdori.
35.9.
Ma’lum vaqt oralig‘ida ishlab chiqarilgan mahsulot hajmi.
35.10.
Moddiy harajatlarni prognozlashtirish.
35.11.
Pul oqimini diskontlash masalasi.
35.12.
Istе’molchilаrning ortiqchа foydаsi. Ishlаb chiqаruvchi (tа’minotchilаr)ning
ortiqchа foydаsi.
Tayanch soʻz va iboralar:
integral yig‘indi, aniq integral, integral
chegaralari, egri chizqli trapetsiya, Riman yig‘indasi, oʻrta qiymat, Nyuton-
Leybnits formulasi. yassi sirt, jism hajmi, yoy uzunligi, yuza, jism hajmi, aylanma
jism sirti, yalpi daromad, umumiy xarajat va yalpi foyda funksiyalari, mahsulot
hajmi, vaqtning ma’lum oralig‘ida jamg‘arma bankiga tushgan pul miqdori,
moddiy harajatlarni prognozlashtirish, pul oqimini diskontlash masalasi.
Aniq integral (Riman integrali) biror-bir intervalda aniqlangan funksiya
grafigining egri chizig‘i va bu intervallardan hosil boʻlgan sohaning yuzini
aniqlaydi. Masalan,
( )
2
f x
x
funksiyani
[0;1]
oraliqda qaraymiz.
144
Bu
uchburchakning
yuzi
1
S
ekanligi geometriyadan ma’lum. Biz bu misol
yordamida
( )
y
f x
egri chiziqlar bilan chegaralangan sohalarning yuzini
iteratsiya yordamida hisoblash uchun matematik usul bilan tanishamiz.
Buning uchun biz birinchi navbatda
( )
f x
funksiya aniqlangan intervalni
kichik kesmalarga ajratamiz. Ixtiyoriy
[ , ]
a b
kesmani kichik qismlarga ajratish
quyidagicha amalga oshiriladi.
b
a ;
kesmaga tegishli
0
1
2
...
n
a x
x
x
x
b
nuqtalardan foydalanib ixtiyoriy ravishda
n
ta qismiy kesmalar:
0
1
1
2
1
[ , ], [ , ], ..., [
, ]
n
n
x x
x x
x x
hosil qilamiz. Bu yerda
0
1
1
2
1
[ , ] [ , ] ... [
, ] [ , ]
n
n
x x
x x
x x
a b
.
Kichik kesmalar uzunligini mos ravishda
1
,
1,
i
i
i
x
x
i
n
kabi belgilab
olamiz. Bizning misolimizda
0
1
2
[ , ] [0;1]
0
...
1
n
a b
a
x
x x
x
b
.
Masalan,
3
n
boʻlib,
0
1
2
3
0,
0.2,
0.7,
1
x
x
x
x
boʻlsa, biz quyidagiga ega
boʻlamiz.
Demak,
1
2
3
0.2,
0.5,
0.3
.
Ixtiyoriy
1
[
, ]
i
i
i
x x
nuqta olamiz. U holda
1
1
1
( )
( )
n
n
i
i
i
i
i
i
i
S
f
x
x
f
(1)
yig‘indi Riman yig‘indisi deb ataladi.
Bizning
misolimizda
145
1
2
3
0.2,
0.6,
0.8
(0.2) 0.4, (0.6) 1.2, (0.8) 1.6
f
f
f
.
U holda Riman integrali
1
2
3
0.4 0,2 0.08,
1.2 0,5 0.6,
1.6 0,3 0.18,
A
A
A
1
2
3
1,16
S A A
A
.
Har
bir
1
[
, ]
i
i
i
x x
nuqtalar ixtiyoriy boʻlgani uchun bu nuqtalarni
shunday tanlash mumkinki Riman yig‘indisini tashkil etuvchi toʻg‘ri
toʻrtburchaklar yig‘indisidan iborat yuza
( )
f x
egri chiziq va
[ , ]
a b
kesma bilan
chegaralangan soha yuzidan
( )
S
katta
max
S
, y’ani
1
1
max
1
[
, ]
( )
( ),
[
, ]
( )
n
i
i
i
i
i
i
i
i
i
x
x
f
f x
x
x
x
S
f
yoki bu toʻg‘ri toʻrtburchaklar yig‘indisidan iborat yuza
( )
f x
egri chiziq va
[ , ]
a b
kesma bilan chegeralangan soha yuzidan kichik
min
S
, y’ani
1
1
min
1
[
, ]
( )
( ),
[
, ]
( )
n
i
i
i
i
i
i
i
i
i
x
x
f
f x
x
x
x
S
f
boʻlishi mumkin.
Bizning
misolimizda
1
2
3
4
0,25
, deb olsak, u holda
1
2
3
4
1
2
3
4
0,25
0,5,
0,75,
1,
0
0,25,
0,5,
0,75.
max
0,5 0,25 1 0,25 1,5 0,25 2 0,25 1,25
S
,
min
0 0,25 0,5 0,25 1 0,25 1,5 0,25 0,75
S
.
146
Bu topilgan
min
S
va
max
S
qiymatlar orasida shunday
S
qiymat borki
min
max
,
S
S
S
S
S
. Bizning misolimizda
S
qiymatni topish uchun
1
,
0, 1, 2, ...,
i
i
n
n
, deb olamiz. U holda
i
i
x
n
, deb olib
min
S
va
max
S
qiymatlarni hisoblaymiz:
min
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
,
2
(
1)
n
n
n
i
i
i
i
i
i
i
i
i
S
f
i
n
n
n
n
n
n
n
n
,
min
2
1
1
1
1
1
1
2
,
2
n
n
n
i
i
i
i
i
i
i
i
i
S
f
i
n
n
n
n
n
n
n
n
.
Bu yerda
1
1
(
1) 0 1 2 3 ... (
1)
2
n
i
n
i
n
n
,
1
1
1 2 3 ...
2
n
i
n
i
n
n
.
U holda
min
2
2
1
(
1) 1
2
n
S
n
n
n
,
max
2
2
1
(
1) 1
2
n
S
n
n
n
.
min
max
1
1
1
1
lim
lim
1
n
n
S
S
S
S S
n
n
.
[ , ]
a b
kesmada aniqlangan
( )
f x
funksiya va
L
son berilgan boʻlsin.
3-ta’rif.
Har qanday kichik
0
son uchun shunday kichik musbat
[ , ]
i
a b
son topilsaki,
1
( )
n
i
i
i
f
L
tengsizlik oʻrinli boʻlsa, u holda
( )
f x
funksiya
[ , ]
a b
kesmada integrallanuvchi
deyiladi. Bu yerda
i
i
.
147
L son esa
)
( x
f
funksiyaning
b
a ;
kesmadagi aniq integrali, deb ataladi va
quyidagicha yoziladi:
( )
b
a
L
f x dx
.
Bu
yerda,
a
integralning quyi,
b
integralning yuqori chegarasi deyiladi.
Shunday qilib, aniq integralning ta’rifidan:
max
0
1
( )
lim
( )
i
b
n
i
i
i
a
f x dx
f
(2)
Ma’lum vaqt oralig‘ida jamg‘arma bankiga tushgan pul miqdori.
u f t
funksiya
t
vaqtning har bir momentida jamg‘arma bankiga tushadigan
pul miqdorini ifodalasin.
0;T vaqt oralig‘ida bankka tushgan pulning
U
umumiy miqdorini topish talab etiladi.
Agar
f t
const
boʻlsa, u holda
0;T vaqt oralig‘ida jamg‘arma bankiga
tushgan
U
pul miqdori
0
U
f c
T
f c T
formula bilan topiladi, bu
yerda
0;
c
T
. Agar
0;
2
T
vaqt oralig‘ining har bir momentida bankka
1
f c
pul birligi,
;
2
T
T
oraliqda vaqtning har bir momentida
2
f c pul birligi tushsa, u
holda
0;T vaqt oralig‘ida tushgan umumiy pul miqdori
1
2
2
2
T
T
U
f c
f c
formula boʻyicha hisoblanadi.
f t funksiya
0;T kesmada uzluksiz funksiya boʻlsin.
0
1
2
1
0
...
n
n
t
t t
t
t
T
nuqtalar yordamida
T
;
0
kesmani kichik vaqt
oraliqlariga ajratamiz.
1
,
i
i
t
t
vaqt oralig‘ida bankka tushgan
i
U
pul miqdori
taqriban
i
i
U
f c
t
formula bilan hisoblanadi. Bu yerda
1
,
i
i
i
c
t
t
,
1
,
1,2,3,...,
i
i
i
t t t
i
n
. U holda
max
0
1
1
1
0
lim
.
i
T
n
n
n
i
i
i
i
i
t
i
i
i
U
U
f c
t
U
f c
t
U
f t dt
0
f t
boʻlgani uchun
0;T vaqt oralig‘ida jamg‘arma bankiga tushgan
umumiy pul miqdori son jihatidan
,
0,
,
f t
t
t T Ot
chiziqlar bilan
chegaralangan figura yuziga teng.
148
Ma’lum vaqt oralig‘ida ishlab chiqarilgan mahsulot hajmi.
y f t
funksiya vaqt oʻtishi bilan biror ishlab chiqarishning unumdorligi oʻzgarishini
ifodalasin.
0;T vaqt oralig‘ida ishlab chiqarilgan
Q
mahsulot hajmini topamiz.
0;T kesmani
0
1
2
1
0
...
n
n
t
t t
t
t
T
nuqtalar yordamida vaqt
oraliqlariga ajratamiz.
1
,
i
i
t
t
vaqt oralig‘ida ishlab chiqarilgan
i
Q
mahsulot
hajmi taqriban
i
i
Q
f c
t
formula bilan hisoblanadi. Bu yerda
1
,
i
i
i
c
t
t
,
1
,
1,2,3,...,
i
i
i
t t t
i
n
. U holda
max
0
1
1
1
0
lim
i
T
n
n
n
i
i
i
i
i
t
i
i
i
Q
Q
f c
t
Q
f c
t
Q
f t dt
.
Aniq integralning asosiy xossalarini keltiramiz:
1)
Aniq integralning chegaralari almashtirilsa, integralning ishorasi oʻzgaradi:
b
a
a
b
dx
x
f
dx
x
f
)
(
)
(
.
2)
( )
( )
( ) ,
b
c
b
a
a
c
f x dx
f x dx
f x dx
.
a c b
3)
Oʻzgarmas koʻpaytuvchini aniq integral belgisidan tashqariga chiqarish
mumkin:
b
a
b
a
dx
x
f
A
dx
x
Af
)
(
)
(
.
4)
Chekli sondagi funksiyalar algebraik yig‘indisining aniq integrali
qoʻshiluvchilar integrallarining yig‘indisiga teng:
1
2
1
2
...
...
b
b
b
b
n
n
a
a
a
a
f x
f x
f x dx
f x dx
f x dx
f x dx
.
5)
Agar
)
( x
f
y
funksiya
b
a ;
kesmada uzluksiz boʻlsa, u holda bu kesmada
shunday
c
nuqta topiladiki, ushbu nuqtada
b
a
c
f
a
b
dx
x
f
)
(
)
(
)
(
tenglik bajariladi. Bu yerda
( ; ).
c
a b
Agar
x
a;
kesmada aniqlangan
( )
f x
funksiya berilgan boʻlsin. Bu yerda
hosil boʻlgan soha egri chiziqli trapetsiya deb ataladi. Yuqoridagilardan ma’lumki
bu sohaning yuzi
( )
( )
x
a
S x
f x dx
149
integral bilan aniqlanadi.
)
( x
S
funksiya
)
( x
f
funksiyaning boshlang‘ich
funksiyasi boʻlishini, ya’ni
)
(
)
(
'
x
f
x
S
ekanligini koʻrsatamiz.
)
(
)
(
x
S
h
x
S
ayirmani qaraylik, bunda
.
0
h
Bu ayirma asosi
;
x x h
boʻlgan egri chiziqli trapetsiyaning yuziga teng. Agar
h
son kichik boʻlsa, u
holda:
( )
( )
S x h
S x
f x h
. Demak,
).
(
)
(
)
(
x
f
h
x
S
h
x
S
Bu munosabatda
0
h
limitga oʻtamiz:
)
(
)
(
'
)
(
)
(
lim
0
x
f
x
S
h
x
S
h
x
S
h
tenglik hosil boʻladi.
( )
f x
funksiyaning istalgan boshqa
)
( x
F
boshlang‘ich funksiyasi
)
( x
S
funksiyadan oʻzgarmas songa farq qiladi, ya’ni
( )
( )
F x
S x
C
Do'stlaringiz bilan baham: |