Nyuton-Leybnits
teoremasi
. Agar
)
( x
F
funksiya uzluksiz boʻlib, u
)
( x
f
y
funksiyaning biror-bir boshlang‘ich funksiyasi boʻlsa, u holda
( )
( )
( )
b
a
f x dx F b
F a
(3)
Nyuton- Leybnits formulasi oʻrinli boʻladi.
Demak, aniq integralning geometrik ma’nosi egri chiziqli trapetsiyaning yuzi ekan.
1-misol.
[0;1]
kesmada aniqlangan
3
2
( )
3
x
x
f x
x
e
x
e
egri chiziq,
Ox
koordinata oʻqi,
0
x
va
1
x
toʻg‘ri chiziqlar bilan chegaralangan sohaning
yuzini toping.
Yechish.
Bunday sohalar egri chiziqli trapetsiya deb ataladi.
150
Birinchi navbatda
3
2
( )
3
x
x
f x
x
e
x
e
funksiyaning aniqmas integrallaridan
birini topib olamiz
(
0 )
C
:
2
3
3
2
( )
3
2
x
x
x
x
e
F x
x
e
x
e dx
.
Endi (3) formuladan foydalanib sohaning yuzini topamiz:
1
2
3
1
3
2
0
0
3
6,38,
2,71
2
x
x
x
x
x
x
e
S
x
e
x
e
e
.
2-misol.
[0; 3]
kesmada aniqlangan
2
( ) 3
x
f x
xe
egri chiziq,
Ox
koordinata
oʻqi,
0
x
va
3
x
toʻg‘ri chiziqlar bilan chegaralangan egri chiziqli trapetsiya
yuzini toping.
Yechish.
Birinchi navbatda
2
( ) 3
x
f x
xe
funksiyaning aniqmas
integrallaridan birini topib olamiz
(
0 )
C
:
2
2
3
( )
3
2
x
x
e
F x
xe dx
.
Endi (3) formuladan foydalanib sohaning yuzini topamiz:
2
2
3
3
9
9
0
0
3
3
3 3
3
1 ,
2,71
2
2
2
x
x
x
x
e
e
S
xe dx
e
e
.
3-misol.
0;
3
kesmada aniqlangan
( )
2 s in 3
f x
x
egri chiziq,
Ox
koordinata oʻqi,
0
x
va
3
x
toʻg‘ri chiziqlar bilan chegaralangan egri chiziqli
trapetsiya yuzini toping.
Yechish.
Birinchi navbatda
( )
2 s in 3
f x
x
funksiyaning aniqmas
integrallaridan birini topib olamiz
(
0 )
C
:
2cos3
( )
2sin 3
3
x
F x
xdx
.
Endi (3) formuladan foydalanib sohaning yuzini topamiz:
3
3
0
0
2cos3
4
2sin3
3
3
x
x
x
S
xdx
.
Mashqni
bajaring.
Quyidagi chiziqlar bilan chegaralangan egri chiziqli
trapetsiyaning yuzini toping:
1)
( )
4 cos 2 ,
f x
x
2
0,
,
0;
3
x
x
y
151
2)
2
( ) 2
4
3,
f x
x
x
0,
2,
0.
x
x
y
Aniq integralni aniq hisoblashning asosiy yagona usuli, integral ostidagi
funksiya uchun boshlang‘ich funksiyani aniqlash va soʻngra Nyuton – Leybnits
formulasini qoʻllashdir. Aniq integralni hisoblashda qoʻllaniladigan boshqa usullar
bilan tanishib chiqamiz.
Aniq integralni hisoblash usullari. Aniq integralda oʻzgaruvchini
almashtirish
. Aniq integralda oʻzgaruvchini almashtirish quyidagicha amalga
oshiriladi:
b
a
dx
x
f
)
(
integral berilgan boʻlib,
)
( x
f
funksiya
b
a ;
kesmada uzluksiz boʻlsin.
t
x
almashtirish bajaramiz. Bunda
,
'( )
t
t
funksiyalar
;
kesmada uzluksiz
boʻlishi kerak. Bu yerda
,
a
b
. Shunday qilib,
( )
'
b
a
f x dx
f
t
t dt
.
4-misol
. Integralni hisoblang:
1)
9
1
5 2
dx
x
2)
/ 3
5
/ 6
cos
sin
x
dx
x
Yechish.
1) Bu integralda
x t
almashtirishni bajaramiz. U holda
2
,
x t
2
.
dx
tdt
1
x
da
1,
t
9
x
da
3.
t
Demak,
9
3
3
3
3
3
1
1
1
1
1
1
2
2
5 5
5
1
1
5
ln 2
5
5 2
2
5
2
5
2
5 2
5
5 11
3 1
ln11 ln7
2
ln .
2
2
7
dx
tdt
t
dt
dt t
t
t
t
t
x
2)
sin x
t
deb almashtirish bajaramiz. U holda
cos
,
xdx
dt
6
x
da,
1
,
2
t
3
x
da
3
.
2
t
3 /2
/3
3 /2
5
5
4
1/2
/6
1/2
cos
1
1
16
32
16
sin
4
4
9
9
x
dx
t dt
x
t
.
Mashqni bajaring.
Quyidagi integrallarni oʻzgaruvchilarni almashtirish
usulidan foydalanib hisoblang:
1)
9
1
;
5 2
dx
x
2)
ln 2
0
.
1
z
dz
e
Aniq integralda boʻlaklab integrallash quyidagicha amalga oshiriladi:
152
)
( x
u
va
)
( x
v
funksiyalar
b
a ;
kesmada differensiallanuvchi funksiyalar boʻlsin.
U holda aniq integralda boʻlaklab integrallash quyidagi formula
( ) ( )
( ) ( )
( )
( )
b
b
b
a
a
a
u x dv x
u x v x
v x du x
(4)
boʻyicha amalga oshiriladi.
5-misol
. Integralni toping:
1)
3
2
1
ln
;
x
xdx
2)
2
0
cos
;
x
xdx
3)
2
0
.
x
xe dx
Yechish.
1)
3
2
1
ln
x
xdx
koʻrinishdagi integrallarni hisoblashda boʻlaklab
integrallash qoidasidan foydalanamiz. Bunda
dx
x
dv
x
u
2
,
ln
belgilashlar
kiritamiz. U holda,
3
,
3
dx
x
du
v
x
ifodalar hosil boʻladi. Endi esa (4) formulani
qoʻllaymiz:
3
3
3
3
3
3
3
3
3
2
1
1
1
1
1
26
ln
ln
ln
9 ln 3
3
3
3
9
9
x
x dx
x
x
x
xdx
x
x
x
.
2)
2
0
cos
x
xdx
koʻrinishdagi integrallarni hisoblashda ham boʻlaklab
integrallash qoidasidan foydalanamiz. Bunda
,
c o s
u
x d v
x d x
belgilashlar
kiritamiz. U holda,
,
sin
d u
d x v
x
ifodalar hosil boʻladi. Endi esa (4) formulani
qoʻllaymiz:
2
2
2
2
2
0
0
0
0
0
cos
sin
sin
sin
cos
1
2
x
xdx x
x
xdx x
x
x
.
3)
2
0
x
xe dx
koʻrinishdagi integrallarni hisoblashda ham boʻlaklab integrallash
qoidasidan foydalanamiz. Bunda
,
x
u x dv e dx
belgilashlar kiritamiz. U holda,
,
x
du dx v e
ifodalar hosil boʻladi. Endi esa (4) formulani qoʻllaymiz:
2
2
2
2
2
2
0
0
0
0
0
.
x
x
x
x
x
xe dx xe
e dx xe
e
e
Mashqni bajaring.
Quyidagi integrallarni boʻlaklab integrallash qoidasidan
foydalanib hisoblang:
1)
3
2
1
ln(
3) ;
x
x
dx
2)
2
0
cos
;
x
xe dx
3)
2
0
(cos
sin ) .
x
x
x dx
153
Integralni
hisoblashni
osonlashtiradigan ba’zi xossalarni keltirib oʻtamiz:
1)
)
( x
f
funksiya toq, ya’ni
(
)
( )
f
x
f x
boʻlsa, u holda
a
a
dx
x
f
;
0
)
(
2)
)
( x
f
funksiya juft, ya’ni
(
)
( )
f
x
f x
boʻlsa, u holda
0
( )
2
( )
a
a
a
f x dx
f x dx
.
Aniq integralning ba’zi tatbiqlarini koʻrib chiqamiz.
Egri chiziq yoyi uzunligini hisoblash
.
b
a ,
kesmada aniqlangan
)
( x
f
y
silliq chiziqni qaraymiz. Bu egri chiziqning
b
x
a
x
,
toʻg‘ri chiziqlari bilan
chegaralangan yoyining uzunligi
2
1
'
b
a
l
y
dx
(5)
formula boʻyicha hisoblanadi.
6-misol.
ln s in
y
x
egri chiziqning
1
3
x
dan
2
2
3
x
gacha boʻlgan
yoyining uzunligini hisoblang.
Yechish.
ln sin ,
y
x
cos
,
sin
x
y
x
2
2
2
cos
1
1
1
,
sin
sin
x
y
x
x
2
;
.
3 3
x
AB yoyning
l
uzunligini hisoblaymiz:
2
3
3
2
1
3
ln
ln 3 ln
2ln 3.
sin
2
3
3
dx
x
l
tg
x
Mashqni
bajaring
. Quyidagi yoylarning uzunliklarini hisoblang:
1)
2
,
[1;3];
2
x
y
x
2)
2
(
1)
,
[0;3].
2
x
y
x
154
Yassi sirt yuzini hisoblash
. Bizga
)
( x
f
y
egri chiziq,
b
x
a
x
,
toʻg‘ri
chiziqlar va
Ox
oʻqi bilan chegaralangan egri chiziqli trapetsiyaning yuzi
( )
b
b
a
a
S
f x dx
ydx
formula boʻyicha hisoblanishi ma’lum.
2
( )
y f x
va
1
( )
y f x
egri chiziqlar bilan
chegaralangan yassi sirt
yuzi quyidagi formula bilan topiladi:
2
1
b
a
S
f x
f x dx
(6)
Bu yerda
a
va
b
sonlar yuqoridagi egri chiziqlar kesishish nuqtalarining
absissalari. Bu yerda
2
1
( )
( ).
f x
f x
7-misol.
2
6
y x
va
2
5
6
y
x
x
egri chiziqlar bilan chegaralangan
yassi sirtning yuzini hisoblang.
Yechish.
Bu egri chiziqlarning tenglamalaridan foydalanib quyidagi
tenglamalar sistemasini tuzib olamiz:
2
2
6,
5
6.
y x
y
x
x
Bu sistemadan
1
0,
x
2
2,5
x
ni topamiz. Izlanayotgan yuza:
2,5
2,5
2
2
2
0
0
5
5
6
6
2
5
5
.
24
S
x
x
x
dx
x
x dx
Aylanma jism hajmi va sirtini hisoblash.
Uzluksiz
)
( x
f
y
egri chiziq,
absissalar oʻqi hamda
,
(
)
x
a
x
b
a
b
toʻg‘ri chiziqlar bilan chegaralangan
egri chiziqli trapetsiyani
Ox
oʻqi atrofida aylantirishdan hosil boʻlgan jism
hajmini
155
2
( )
b
a
V
f x dx
(7)
formula bilan hisoblaymiz.
Xuddi shunga oʻxshash, uzluksiz
y
x
egri chiziq, ordinatalar oʻqi va
,
y c y d
c d
toʻg‘ri chiziqlar bilan chegaralangan egri chiziqli
trapetsiyaning
O y
oʻq atrofida aylanishidan hosil boʻlgan jism hajmini
2
d
c
V
y
dy
(8)
formula bilan hisoblaymiz.
8-misol.
Radiusi
R ga teng boʻlgan, markazi
Ox
oʻqida joylashgan yarim
doirani
Ox
oʻqi atrofida aylantirishdan hosil boʻlgan jismning hajmini toping.
Yechish.
Ma’lumki, radiusi
R ga teng boʻlgan, markazi
Ox
oʻqida
joylashgan yarim doirani
Ox
oʻqi atrofida aylantirishdan hosil boʻlgan jism radiusi
R ga teng boʻlgan shardir. Uning hajmini topish formulasini keltirib chiqaramiz.
Yarim aylananing
0
y
tekislikdagi tenglamasi:
2
2
y
R
x
. U holda (7)
formulaga asosan
3
3
2
2
2
4
3
3
R
R
R
R
x
R
R
x dx
R x
.
156
Mashqni bajaring
.
1)
2
2
,
y
x
x
2
y
x
chiziqlar bilan chegaralangan shaklning
Ox
oʻqi
atrofida aylanishidan hosil boʻlgan jismning hajmini toping.
2)
2
2
4,
,
0
y
x
y x
x
chiziqlar bilan chegaralangan shaklning
O y
oʻqi atrofida aylanishidan hosil boʻlgan jismning hajmini toping.
Aylanish jismlari sirtining yuzi.
b
x
a
x
,
toʻg‘ri chiziqlar bilan
chegaralangan
)
( x
f
y
egri chiziqning
Ox
oʻqi atrofida aylanishidan hosil
boʻlgan sirt yuzini
x
S
2
2
1
'
b
x
a
S
y
y dx
(9)
formula bilan hisoblaymiz.
Xuddi shunga oʻxshash,
d
y
c
y
,
toʻg‘ri chiziqlar bilan chegaralangan
uzluksiz
x
y
egri chiziqning
O y
oʻqi atrofida aylanishidan hosil boʻlgan sirt
yuzini
2
2
1 ( ')
d
y
c
S
x
x dy
(10)
formula bilan hisoblaymiz.
9-misol.
sin 2
y
x
sinusoidaning
0
x
dan
2
x
gacha boʻlgan yoyini
Ox
oʻqi atrofida aylantirishdan hosil boʻladigan sirt yuzini toping.
Yechish.
2cos2
y
x
u holda
2
2
0
2
sin 2
1 4 cos 2
.
x
S
x
xdx
О‘zgaruvchini almashtiramiz:
2 cos 2
,
x
t
4 sin 2
,
xdx
dt
1
sin2
.
4
xdx
dt
t
bо‘yicha integrallash chegaralarini topamiz: agar
0
x
bо‘lsa, u holda
2 ;
t
agar
2
x
bо‘lsa, u holda
2.
t
Shunday qilib,
2
2
2
2
2
2
1
2
1
1
4
2
S
t
dt
t dt
2
2
2
2
1
1
5 2
1
ln
1
2 5
ln
2 2
2
2
2
5 2
t
t
t
t
Do'stlaringiz bilan baham: |