ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗΣ

ΕΥΣΤΡΑΤΙΟΣ ΚΩΣΤΗΣ
Μαθηµατικός
ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗΣ ΚΑΤΑ ΜΕΡΗ
β
∫α
β
f ′( x) g ( x)dx =[ f ( x) g ( x)]αβ − ∫ f ( x) g ′( x)dx
α
∫ f ′( x) g ( x)dx = f ( x) g ( x) − ∫ f ( x) g ′( x)dx
ΠΙΝΑΚΑΣ
α
ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΑ
α
∫ P ( x)e
κx
1
dx, P ( x) πολυώνυµο
ΥΠΟ ΜΟΡΦΗ
ΠΑΡΑΓΩΓΟΥ
 eκ x
eκ x = 
 κ
′


 συνλ x ′
λ 

2
∫ P( x)ηµλ xdx
ηµλ x =  −
3
∫ P( x)συνλ xdx
συνλ x = 
4
∫ P( x) ln g ( x)dx
P ( x) το πολυώνυµο
 ηµλ x ′

 λ 
Εφαρµόζουµε 2 φορές την
παραγοντική ολοκλήρωση,
5
ΚΥΚΛΙΚΑ
γράφοντας κατά
I = ∫ eλ xσυνκ xdx
προτίµηση υπό µορφή
I = ∫ eλ xηµλ xdx
παραγώγου την εκθετική
και φτιάχνουµε εξίσωση
µε άγνωστο το
ολοκλήρωµα Ι.
∫ εφ
6
ν
xdx , ∫ σφν xdx
ν
ν
∫ηµ xdx , ∫ συν xdx
1
εφν −1 x − Iν − 2 , ν ≥ 2
ν −1
•
Iν = ∫ εφν xdx =
•
ηµν −1 x ⋅ συν x ν − 1
Iν = ∫ηµ xdx =
I
+
ν
ν ν −2
ν
Υπολογίζονται από
αναδροµικές σχέσεις για
µεγάλο ν.
ΕΥΣΤΡΑΤΙΟΣ ΚΩΣΤΗΣ
Μαθηµατικός
Η µέθοδος της παραγοντικής ολοκλήρωσης, περιγράφεται και µε τον παρακάτω
πίνακα.
Π.χ. Ι = ∫ x3συν xdx
x3
συν x
3x 2
ηµ x
6x
−συν x
6
−ηµ x
συν x
Το I = + ( x3 )ηµ x − 3 x 2 ( −συν x ) + 6 x ( −ηµ x ) − 6συν x + c
ΕΥΣΤΡΑΤΙΟΣ ΚΩΣΤΗΣ
Μαθηµατικός
ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ ΑΛΛΑΓΗΣ ΜΕΤΑΒΛΗΤΗΣ
α
α
1
ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΑ
ΑΝΤΙΚΑΤΑΣΤΑΣΗ
(
I = ∫ f x, ν1 φ ( x), ν 2 φ ( x),...ν κ φ ( x)
)
ν
φ ( x) = t , ν = Ε.Κ.Π.(ν 1 ,ν 2 ,...,ν κ )
φ ( x)dx = vt v −1 ⋅ dt
1
dx, ν ∈ ℕ
( x − ρ )ν
2
I =∫
3
I = ∫ f x, ρ − x
(
2
2
x − ρ = u , dx = du
 π π
x = ρηµ t , t ∈  − , 
 2 2
) dx
dx = ρσυν t
(
)
(
)
x=
4
I = ∫ f x, x 2 − ρ 2 dx
5
I = ∫ f x, x 2 + ρ 2 dx
ρ
ηµ t
, dx =
dt
συν t
συν 2t
 π
t ∈ 0, 
 2
 π π
x = ρ ⋅ εφ t , t ∈  − , 
 2 2
α > 0 : ax 2 + β x + γ = t ± x a
6
)
(
I = ∫ f x, ax 2 + β x + γ dx
α < 0 και c > 0 : ax 2 + β x + γ = t ⋅ x ± x c
Μετ/µοί Fuler →
α < 0 και ∆ > 0 : ax 2 + β x + γ = t ⋅ ( x − x0 )
x0 ρίζα
i) Περιττή ως προς ηµ x , θέτω
I = ∫ f ( x,ηµ x, συν x ) dx
συν x = t (κ περιττός)
ii) Περιττή ως προς συν x ,
I = ∫ ηµ x ⋅ συν xdx, κ,λ ∈ ℕ
κ
7
π.χ.
λ
I =∫
1 + ηµ x
ηµ x + συν x
θέτω ηµ x = t (λ περιττός)
iii) Η f άρτια: θέτουµε
εφ x = t
I = ∫ ηµ 3 x ⋅ συν 2 xdx
dx =
dt
1+ t2
συν 2 x =
1
1 + εφ 2 x
εφ 2 x
ηµ x =
1 + εφ 2 x
2
ΕΥΣΤΡΑΤΙΟΣ ΚΩΣΤΗΣ
Μαθηµατικός
Αν δεν ισχύει καµιά από τις
iv)
προηγούµενες περιπτώσεις
x
,
2
dx =
2dt
1+ t2
1− t2
,
1+ t2
ηµ x =
2t
1+ t2
t = εφ
συν x =
ν = 2κ + 1: θέτουµε συν x = t
8
∫ηµ
v
xdx, v ∈ ℕ
ν = 2κ : ηµ
2κ
κ
 1 − συν 2 x 
=

2


= (ηµ x )
2
κ
ν = 2κ + 1: θέτουµε ηµ x = t
9
∫ συν
v
xdx, v ∈ ℕ
κ
 1 + συν 2 x 
ν = 2κ : συν x = (συν x) = 

2


2κ
2
κ
Γράφουµε
10
1
∫ ηµ κ x ⋅συν λ xdx
1 = ηµ 2 x + συν 2 x και κάνουµε διάσπαση
σε 2 κλάσµατα
∫ηµκ x ⋅συνλ xdx
11
12
Κάνουµε χρήση
2ηµασυνβ = ηµ (α + β ) + ηµ (α − β )
∫ συνλ x ⋅συνκ xdx
2συνασυνβ = συν (α + β ) + συν (α − β )
∫ηµκ x ⋅ηµλ xdx
2ηµαηµβ = συν (α − β ) − συν (α + β )
ηµ κ x
∫ συν λ x dx
Προσπαθούµε να γράψουµε τον αριθµητή
συν λ x
∫ ηµ κ x dx
ως τριγωνοµετρική παράσταση του
παρονοµαστή
ΕΥΣΤΡΑΤΙΟΣ ΚΩΣΤΗΣ
Μαθηµατικός
ΕΠΙΣΗΣ ΙΣΧΎΟΥΝ
1
∫
dx = τοξηµχ + c = −τοξσυνχ + c
1 − x2
1
∫ 1 + x 2 dx = τοξεφχ + c = −τοξσφχ + c
χ
1
dx = τοξ + c
α
a 2 − x2
∫ 1
χ
1
∫ a 2 + x 2 dx = a τοξεφ (α ) + c
∫
1
x +a
2
2
dx = ln( x + x 2 + a 2 ) + c