ก)บูรณาการโดยตรง
การค้นหาอินทิกรัลของฟังก์ชันโดยอาศัยการประยุกต์ใช้คุณสมบัติของอินทิกรัลไม่จำกัดโดยตรงและตารางสูตรอินทิกรัลพื้นฐาน ลองพิจารณาตัวอย่างการค้นหาอินทิกรัลของฟังก์ชันด้วยอินทิกรัลโดยตรง
ตัวอย่าง:
∫(เอ็กซ์–3) 2 วัน เอ็กซ์= ∫(เอ็กซ์ 2 –6เอ็กซ์+9)ง เอ็กซ์= ∫เอ็กซ์ 2 วัน เอ็กซ์- 6∫เอ็กซ์ง เอ็กซ์+9∫d เอ็กซ์=เอ็กซ์ 3 ∕3 -3เอ็กซ์ 2 +9เอ็กซ์+ส
ในกรณีส่วนใหญ่ เรากำลังเผชิญกับอินทิกรัลของฟังก์ชันที่ไม่สามารถพบได้จากการอินทิเกรตโดยตรง ในกรณีนี้จำเป็นต้องทำการทดแทน (แทนที่ตัวแปร)
ข)บูรณาการโดยการทดแทน (การแทนที่ตัวแปร)
การอินทิเกรตโดยการแทนที่หรือที่มักเรียกกันว่าวิธีการแทนตัวแปร เป็นหนึ่งในวิธีการอินทิเกรตที่มีประสิทธิภาพและแพร่หลายมากกว่า วิธีการทดแทนคือการย้ายจากตัวแปรอินทิเกรตที่กำหนดไปยังตัวแปรอื่นเพื่อลดความซับซ้อนของนิพจน์ปริพันธ์และลดขนาดให้เหลือประเภทอินทิกรัลแบบตารางประเภทใดประเภทหนึ่ง ในกรณีนี้ การเลือกการเปลี่ยนตัวจะขึ้นอยู่กับการตัดสินใจของนักแสดงเป็นรายบุคคล เนื่องจาก ไม่มีกฎทั่วไปที่ระบุว่าการเปลี่ยนตัวใด ในกรณีนี้เอา.
ตัวอย่าง:ค้นหาอินทิกรัล ∫ จ 2х+3วัน เอ็กซ์.
ให้เราแนะนำตัวแปรใหม่ที่เกี่ยวข้องกับ t เอ็กซ์ตามมาติดๆ2 เอ็กซ์+ 3 =ต.
ลองหาส่วนต่างของด้านซ้ายและขวาของความเท่าเทียมกันนี้: 2d เอ็กซ์=dt;ง เอ็กซ์=dt/2.
ตอนนี้แทนที่จะเป็น 2 เอ็กซ์+ 3 รหัส เอ็กซ์ให้เราแทนค่าของมันลงในปริพันธ์ จากนั้นเราจะได้: ∫ จ 2х+3วัน เอ็กซ์=∫จเสื้อ dt= จ t + C เมื่อกลับไปที่ตัวแปรก่อนหน้า ในที่สุดเราก็ได้นิพจน์:
∫จ 2х+3วัน เอ็กซ์=จ 2x+3 + ซี.
เพื่อให้แน่ใจว่าอินทิกรัลได้รับอย่างถูกต้อง คุณต้องมีฟังก์ชันแอนติเดริเวทีฟ จ 2x+ 3 แยกความแตกต่างและตรวจสอบว่าจะมีหรือไม่ อนุพันธ์ของมันเท่ากับฟังก์ชันปริพันธ์หรือไม่:
(จ 2x+ 3)" =จ 2x+ 3 (2 เอ็กซ์+3)" =จ 2x+ 3 .
3. อินทิกรัลที่แน่นอนและคุณสมบัติของมัน
แนวคิดเรื่องอินทิกรัลจำกัดจำนวนถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีหลายสาขา ด้วยความช่วยเหลือของมัน พื้นที่ที่ล้อมรอบด้วยเส้นโค้ง ปริมาตรของรูปร่างที่กำหนดเอง กำลังและการทำงานของแรงแปรผัน เส้นทางของวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ โมเมนต์ความเฉื่อย และปริมาณอื่น ๆ อีกมากมาย
ใน
ในกรณีส่วนใหญ่ แนวคิดของอินทิกรัลจำกัดถูกนำมาใช้เมื่อแก้ไขปัญหาในการกำหนดพื้นที่ของสี่เหลี่ยมคางหมูโค้ง ให้มีฟังก์ชันต่อเนื่อง y =f( เอ็กซ์) บนส่วน [ ก,ค- ตัวเลขที่ล้อมรอบด้วยเส้นโค้ง y=f( เอ็กซ์) กำหนด กโอ้, วีก nและส่วน [ ก,ค] แกน x เรียกว่าสี่เหลี่ยมคางหมูส่วนโค้ง (รูปที่ 1)
ให้เรากำหนดภารกิจของเรา: กำหนดพื้นที่ S ของสี่เหลี่ยมคางหมูโค้ง กเอ โอ เอ n วี- เมื่อต้องการทำเช่นนี้ เราแบ่งส่วน [ ก,ค] บน nไม่จำเป็น ส่วนที่เท่ากันและกำหนดจุดแบ่งดังนี้ ก=เอ็กซ์โอ < เอ็กซ์ 1 ‹ เอ็กซ์ 2 ‹ … ‹ เอ็กซ์ n = เข้า.
จากจุดหาร เราจะคืนค่าตั้งฉากกับจุดตัดด้วยเส้นโค้ง y = f( เอ็กซ์- ดังนั้นเราจึงแบ่งพื้นที่ทั้งหมดที่ล้อมรอบด้วยเส้นโค้งออกเป็น nสี่เหลี่ยมคางหมูโค้งเบื้องต้น มาฟื้นฟูจาก จุดใดก็ได้แต่ละส่วน ∆ เอ็กซ์ ฉันออร์ดินาเตฟ(C ฉัน) จนกระทั่งตัดกับเส้นโค้ง y =f( เอ็กซ์- ต่อไป เราจะสร้างรูปขั้นบันไดที่ประกอบด้วยสี่เหลี่ยมที่มีฐาน ∆ เอ็กซ์ ฉัน และความสูง ฉ(ค ฉัน- จัตุรัสประถมศึกษา ฉันไทยสี่เหลี่ยมจะเป็น S ฉัน =ฉ(ค ฉัน)(เอ็กซ์ ฉัน -เอ็กซ์ ฉัน -1 ), และพื้นที่ทั้งหมด S nผลลัพธ์ที่ได้จะเท่ากับผลรวมของพื้นที่ของสี่เหลี่ยม:
ส n=f(C โอ)( เอ็กซ์ 1 -เอ็กซ์ o) +ฉ(C 1)( เอ็กซ์ 2 -เอ็กซ์ 1 ) + … +ฉ(ค พี- 1)(เอ็กซ์ n -เอ็กซ์ พี- 1).
เพื่อเป็นตัวย่อการป้อนจำนวนเงินนี้ ให้ป้อนสัญลักษณ์
(ซิกมา) – เครื่องหมายหมายถึงผลรวมของปริมาณ แล้ว
ส n
=
.
จำนวนนี้ S พีซึ่งเรียกว่าผลรวมอินทิกรัล อาจมีค่ามากกว่าหรือน้อยกว่ามูลค่าที่แท้จริงของพื้นที่ที่กำหนดก็ได้ ค่าที่ใกล้เคียงที่สุดกับมูลค่าที่แท้จริงของพื้นที่จะเป็นขีดจำกัดของผลรวม โดยมีเงื่อนไขว่าส่วนเบื้องต้นจะถูกบดขยี้ ( พี→
) และความยาวนั้นเอง ส่วนใหญ่ ∆เอ็กซ์ สูงสุดจะมีแนวโน้มเป็นศูนย์ เช่น:
ส=
(4)
เรียกว่าขีดจำกัดผลรวมสะสมนี้ (ถ้ามี) อินทิกรัลที่แน่นอนจากฟังก์ชันฟ( เอ็กซ์) บนส่วน [ ก,วี] และแสดงว่า:
=
(5)
(อ่านว่า “อินทิกรัลที่แน่นอนของ กถึง วี ef จาก x de x”)
ตัวเลข กและ วีเรียกว่าขีดจำกัดล่างและบนของการอินทิเกรต ตามลำดับ f( เอ็กซ์) – ฟังก์ชันปริพันธ์ย่อย; เอ็กซ์– ตัวแปรบูรณาการ การใช้สูตร (4) และ (5) เราสามารถเขียนได้ ว่าพื้นที่ของสี่เหลี่ยมคางหมูโค้งเป็นตัวเลขเท่ากับอินทิกรัลของฟังก์ชันที่จำกัดสี่เหลี่ยมคางหมูซึ่งยึดตามช่วงเวลาการรวม [ก,วี]:
.
ข้อเท็จจริงข้อนี้เป็นการแสดงออกถึงความหมายทางเรขาคณิตของอินทิกรัลจำกัดเขต
ให้เราพิจารณาคุณสมบัติของอินทิกรัลจำกัดเขต.
1. อินทิกรัลจำกัดไม่ขึ้นอยู่กับการกำหนดตัวแปร เช่น:
=
.
2. อินทิกรัลจำกัดเขตของผลรวมพีชคณิตเท่ากับผลรวมพีชคณิตของอินทิกรัลจำกัดเขตของแต่ละเทอม:
= ฉ 1 ( เอ็กซ์)ง x + ฉ 2 ( เอ็กซ์)ง เอ็กซ์+ ….
เราได้เห็นแล้วว่าอนุพันธ์มีประโยชน์หลายอย่าง: อนุพันธ์คือความเร็วของการเคลื่อนที่ (หรือโดยทั่วไปคือความเร็วของกระบวนการใด ๆ ); อนุพันธ์คือ ความลาดชันแทนกราฟของฟังก์ชัน เมื่อใช้อนุพันธ์คุณสามารถตรวจสอบฟังก์ชันสำหรับความซ้ำซากจำเจและสุดขั้วได้ อนุพันธ์ช่วยแก้ปัญหาการปรับให้เหมาะสม
แต่ใน ชีวิตจริงต้องตัดสินใจและ ปัญหาผกผัน: เช่น นอกจากปัญหาการหาความเร็วตามกฎการเคลื่อนที่ที่ทราบแล้ว ยังมีปัญหาในการคืนกฎการเคลื่อนที่ตามกฎการเคลื่อนที่ของความเร็วที่ทราบอีกด้วย ลองพิจารณาหนึ่งในปัญหาเหล่านี้
ตัวอย่างที่ 1เคลื่อนที่เป็นเส้นตรง จุดวัสดุความเร็วของการเคลื่อนที่ ณ เวลา t กำหนดโดยสูตร u = tg ค้นหากฎการเคลื่อนที่
สารละลาย.ให้ s = s(t) เป็นกฎการเคลื่อนที่ที่ต้องการ เป็นที่รู้กันว่า s"(t) = u"(t) ซึ่งหมายความว่าในการแก้ปัญหาคุณต้องเลือก การทำงาน s = s(t) ซึ่งมีอนุพันธ์เท่ากับ tg มันไม่ยากที่จะคาดเดาว่า
ให้เราทราบทันทีว่าตัวอย่างได้รับการแก้ไขอย่างถูกต้อง แต่ไม่สมบูรณ์ เราพบว่า ที่จริงแล้ว ปัญหานั้นมีวิธีแก้ปัญหามากมายอย่างไม่สิ้นสุด ไม่ว่าจะเป็นฟังก์ชันใดๆ ก็ตามของแบบฟอร์ม ค่าคงที่ตามใจชอบสามารถใช้เป็นกฎการเคลื่อนที่ได้ เนื่องจาก
เพื่อให้งานเฉพาะเจาะจงมากขึ้น เราจำเป็นต้องแก้ไขสถานการณ์เริ่มต้น: ระบุพิกัดของจุดที่เคลื่อนที่ ณ จุดใดจุดหนึ่ง เช่น ที่ t=0 ถ้า สมมติว่า s(0) = s 0 จากนั้นเราจะได้ s(0) = 0 + C จากความเท่าเทียมกัน นั่นคือ S 0 = C ตอนนี้กฎการเคลื่อนที่ถูกกำหนดไว้โดยเฉพาะ:
ในทางคณิตศาสตร์ การดำเนินการกลับกันถูกกำหนดไว้ ชื่อที่แตกต่างกันสร้างสัญลักษณ์พิเศษ เช่น กำลังสอง (x 2) และการแยกข้อมูล รากที่สองไซน์(sinх) และ อาร์คซีน(อาร์คซิน x) เป็นต้น กระบวนการค้นหาอนุพันธ์เกี่ยวกับฟังก์ชันที่กำหนดเรียกว่าอนุพันธ์ และการดำเนินการผกผัน กล่าวคือ กระบวนการค้นหาฟังก์ชันจากอนุพันธ์ที่กำหนด - ปริพันธ์
คำว่า "อนุพันธ์" นั้นสามารถอ้างเหตุผลได้ "ในชีวิตประจำวัน": ฟังก์ชัน y - f(x) "ก่อให้เกิดการดำรงอยู่" คุณลักษณะใหม่ y"= f"(x) ฟังก์ชัน y = f(x) ทำหน้าที่เป็น "ผู้ปกครอง" แต่โดยธรรมชาติแล้วนักคณิตศาสตร์ไม่เรียกมันว่า "ผู้ปกครอง" หรือ "ผู้ผลิต" พวกเขาบอกว่ามันสัมพันธ์กับ ฟังก์ชัน y"=f"(x) รูปภาพปฐมภูมิ หรือเรียกสั้นๆ ว่าแอนติเดริเวทีฟ
คำจำกัดความ 1.ฟังก์ชัน y = F(x) เรียกว่าแอนติเดริเวทีฟสำหรับฟังก์ชัน y = f(x) บนช่วงเวลาที่กำหนด X ถ้า x ทั้งหมดจาก X มีความเท่าเทียมกัน F"(x)=f(x) คงอยู่
ในทางปฏิบัติ โดยทั่วไปแล้วช่วง X จะไม่ถูกระบุ แต่เป็นการบอกเป็นนัย (เป็นโดเมนธรรมชาติของคำจำกัดความของฟังก์ชัน)
นี่คือตัวอย่างบางส่วน:
1) ฟังก์ชัน y = x 2 เป็นแอนติเดริเวทีฟสำหรับฟังก์ชัน y = 2x เนื่องจากสำหรับ x ทั้งหมด ความเท่าเทียมกัน (x 2)" = 2x เป็นจริง
2) ฟังก์ชัน y - x 3 เป็นแอนติเดริเวทีฟสำหรับฟังก์ชัน y-3x 2 เนื่องจากสำหรับ x ทั้งหมด ความเท่าเทียมกัน (x 3)" = 3x 2 เป็นจริง
3) ฟังก์ชัน y-sinх เป็นฟังก์ชันแอนติเดริเวทีฟสำหรับฟังก์ชัน y = cosx เนื่องจากสำหรับ x ทั้งหมด ความเท่าเทียมกัน (sinx)" = cosx เป็นจริง
4) ฟังก์ชันนี้เป็นฟังก์ชันต้านอนุพันธ์สำหรับฟังก์ชันในช่วงเวลา เนื่องจากสำหรับ x ทั้งหมด > 0 ความเท่าเทียมกันจะเป็นจริง
โดยทั่วไปการทราบสูตรการหาอนุพันธ์แล้วการรวบรวมตารางสูตรการหาแอนติเดริเวทีฟไม่ใช่เรื่องยาก
เราหวังว่าคุณจะเข้าใจวิธีการรวบรวมตารางนี้: อนุพันธ์ของฟังก์ชันที่เขียนในคอลัมน์ที่สองจะเท่ากับฟังก์ชันที่เขียนในแถวที่สอดคล้องกันของคอลัมน์แรก (ตรวจสอบสิ อย่าขี้เกียจ มันมีประโยชน์มาก) ตัวอย่างเช่น สำหรับฟังก์ชัน y = x 5 แอนติเดริเวทีฟตามที่คุณจะกำหนดคือฟังก์ชัน (ดูแถวที่สี่ของตาราง)
หมายเหตุ: 1. ด้านล่างนี้ เราจะพิสูจน์ทฤษฎีบทว่า ถ้า y = F(x) เป็นแอนติเดริเวทีฟสำหรับฟังก์ชัน y = f(x) แล้วฟังก์ชัน y = f(x) จะมีแอนติเดริเวทีฟจำนวนอนันต์ และพวกมันทั้งหมดจะมีรูปแบบ y = F(x ) + C ดังนั้น การเพิ่มคำว่า C ทุกตำแหน่งในคอลัมน์ที่สองของตารางจะถูกต้องกว่า โดยที่ C เป็นจำนวนจริงใดๆ ก็ได้
2. เพื่อให้กระชับ บางครั้งแทนที่จะเป็นวลี “ฟังก์ชัน y = F(x) เป็นแอนติเดริเวทีฟของฟังก์ชัน y = f(x)” พวกเขาบอกว่า F(x) เป็นแอนติเดริเวทีฟของ f(x) ”
2. กฎเกณฑ์ในการค้นหาแอนติเดริเวทีฟ
เมื่อค้นหาแอนติเดริเวทีฟเช่นเดียวกับเมื่อค้นหาอนุพันธ์ ไม่เพียงแต่ใช้สูตรเท่านั้น (แสดงอยู่ในตารางในหน้า 196) แต่ยังมีกฎบางอย่างด้วย เกี่ยวข้องโดยตรงกับกฎที่เกี่ยวข้องในการคำนวณอนุพันธ์
เรารู้ว่าอนุพันธ์ของผลรวมเท่ากับผลรวมของอนุพันธ์ของมัน กฎนี้สร้างกฎที่สอดคล้องกันสำหรับการค้นหาแอนติเดริเวทีฟ
กฎข้อที่ 1แอนติเดริเวทีฟของผลรวมเท่ากับผลรวมของแอนติเดริเวทีฟ
เราดึงความสนใจของคุณไปที่ "ความบางเบา" ของสูตรนี้ ที่จริงแล้ว ควรกำหนดทฤษฎีบท: ถ้าฟังก์ชัน y = f(x) และ y = g(x) มีแอนติเดริเวทีฟบนช่วง X ตามลำดับ y-F(x) และ y-G(x) แล้วผลรวมของฟังก์ชัน y = f(x)+g(x) มีแอนติเดริเวทีฟในช่วง X และแอนติเดริเวทีฟนี้คือฟังก์ชัน y = F(x)+G(x) แต่โดยปกติแล้ว เมื่อกำหนดกฎเกณฑ์ (ไม่ใช่ทฤษฎีบท) กฎเหล่านั้นจะทิ้งไว้เท่านั้น คำหลัก- ทำให้สะดวกยิ่งขึ้นในการนำกฎไปใช้ในทางปฏิบัติ
ตัวอย่างที่ 2ค้นหาแอนติเดริเวทีฟสำหรับฟังก์ชัน y = 2x + cos x
สารละลาย.แอนติเดริเวทีฟสำหรับ 2x คือ x" แอนติเดริเวทีฟของ cox คือ sin x ซึ่งหมายความว่าแอนติเดริเวทีฟสำหรับฟังก์ชัน y = 2x + cos x จะเป็นฟังก์ชัน y = x 2 + sin x (และโดยทั่วไปแล้ว ฟังก์ชันใดๆ ที่อยู่ในรูปแบบนี้ Y = x 1 + ซินx + C) .
เรารู้ว่าตัวประกอบคงที่สามารถนำออกจากเครื่องหมายของอนุพันธ์ได้ กฎนี้สร้างกฎที่สอดคล้องกันสำหรับการค้นหาแอนติเดริเวทีฟ
กฎข้อที่ 2 ตัวคูณคงที่สามารถนำออกมาเป็นสัญญาณของแอนติเดริเวทีฟได้
ตัวอย่างที่ 3
สารละลาย.ก) แอนติเดริเวทีฟสำหรับ sin x คือ -soz x; ซึ่งหมายความว่าสำหรับฟังก์ชัน y = 5 sin x ฟังก์ชันแอนติเดริเวทีฟจะเป็นฟังก์ชัน y = -5 cos x
b) แอนติเดริเวทีฟสำหรับ cos x คือ sin x; ซึ่งหมายความว่าแอนติเดริเวทีฟของฟังก์ชันคือฟังก์ชัน
c) แอนติเดริเวทีฟสำหรับ x 3 คือแอนติเดริเวทีฟสำหรับ x แอนติเดริเวทีฟสำหรับฟังก์ชัน y = 1 คือฟังก์ชัน y = x เมื่อใช้กฎข้อแรกและกฎข้อที่สองในการค้นหาแอนติเดริเวทีฟ เราจะพบว่าแอนติเดริเวทีฟสำหรับฟังก์ชัน y = 12x 3 + 8x-1 คือฟังก์ชัน
ความคิดเห็นดังที่ทราบกันดีว่าอนุพันธ์ของผลิตภัณฑ์ไม่เท่ากับผลคูณของอนุพันธ์ (กฎสำหรับการแยกความแตกต่างของผลิตภัณฑ์นั้นซับซ้อนกว่า) และอนุพันธ์ของผลหารไม่เท่ากับผลหารของอนุพันธ์ ดังนั้นจึงไม่มีกฎเกณฑ์ในการค้นหาแอนติเดริเวทีฟของผลิตภัณฑ์หรือแอนติเดริเวทีฟของผลหารของสองฟังก์ชัน ระวัง!
ขอให้เราได้รับกฎอีกข้อหนึ่งในการค้นหาแอนติเดริเวทีฟ เรารู้ว่าอนุพันธ์ของฟังก์ชัน y = f(kx+m) คำนวณโดยสูตร
กฎนี้สร้างกฎที่สอดคล้องกันสำหรับการค้นหาแอนติเดริเวทีฟ
กฎข้อที่ 3ถ้า y = F(x) เป็นแอนติเดริเวทีฟของฟังก์ชัน y = f(x) แล้วแอนติเดริเวทีฟของฟังก์ชัน y=f(kx+m) จะเป็นฟังก์ชัน
ในความเป็นจริง,
นี่หมายความว่ามันเป็นแอนติเดริเวทีฟสำหรับฟังก์ชัน y = f(kx+m)
ความหมายของกฎข้อที่สามมีดังนี้ หากคุณรู้ว่าแอนติเดริเวทีฟของฟังก์ชัน y = f(x) คือฟังก์ชัน y = F(x) และคุณจำเป็นต้องค้นหาแอนติเดริเวทีฟของฟังก์ชัน y = f(kx+m) ให้ดำเนินการดังนี้: ฟังก์ชันเดียวกัน F แต่แทนที่จะเป็นอาร์กิวเมนต์ x ให้แทนที่นิพจน์ kx+m นอกจากนี้อย่าลืมเขียน "ตัวประกอบการแก้ไข" หน้าเครื่องหมายฟังก์ชันด้วย
ตัวอย่างที่ 4ค้นหาแอนติเดริเวทีฟสำหรับฟังก์ชันที่กำหนด:
สารละลาย, a) แอนติเดริเวทีฟสำหรับ sin x คือ -soz x; ซึ่งหมายความว่าสำหรับฟังก์ชัน y = sin2x แอนติเดริเวทีฟจะเป็นฟังก์ชัน
b) แอนติเดริเวทีฟสำหรับ cos x คือ sin x; ซึ่งหมายความว่าแอนติเดริเวทีฟของฟังก์ชันคือฟังก์ชัน
c) แอนติเดริเวทีฟสำหรับ x 7 หมายความว่าสำหรับฟังก์ชัน y = (4-5x) 7 แอนติเดริเวทีฟจะเป็นฟังก์ชัน
3. อินทิกรัลไม่ จำกัด
เราได้สังเกตไปแล้วข้างต้นว่าปัญหาในการค้นหาแอนติเดริเวทีฟสำหรับฟังก์ชันที่กำหนด y = f(x) มีวิธีแก้ปัญหามากกว่าหนึ่งวิธี เรามาหารือเกี่ยวกับปัญหานี้โดยละเอียด
การพิสูจน์. 1. ให้ y = F(x) เป็นแอนติเดริเวทีฟของฟังก์ชัน y = f(x) บนช่วง X ซึ่งหมายความว่าสำหรับ x ทั้งหมดจาก X ความเท่าเทียมกัน x"(x) = f(x) คงอยู่ ให้เรา ค้นหาอนุพันธ์ของฟังก์ชันใดๆ ในรูปแบบ y = F(x)+C:
(F(x) +C) = F"(x) +C = ฉ(x) +0 = ฉ(x)
ดังนั้น (F(x)+C) = f(x) ซึ่งหมายความว่า y = F(x) + C เป็นแอนติเดริเวทีฟของฟังก์ชัน y = f(x)
ดังนั้น เราได้พิสูจน์แล้วว่าถ้าฟังก์ชัน y = f(x) มีแอนติเดริเวทีฟ y=F(x) แล้วฟังก์ชัน (f = f(x) ก็มีแอนติเดริเวทีฟจำนวนมากอย่างไม่จำกัด ตัวอย่างเช่น ฟังก์ชันใดๆ ที่อยู่ในรูปแบบ y = F(x) +C เป็นแอนติเดริเวทีฟ
2. เรามาพิสูจน์กัน ประเภทที่ระบุฟังก์ชันแอนติเดริเวทีฟทั้งชุดจะหมดลง
กำหนดให้ y=F 1 (x) และ y=F(x) เป็นแอนติเดริเวทีฟสองตัวสำหรับฟังก์ชัน Y = f(x) บนช่วง X ซึ่งหมายความว่าสำหรับ x ทั้งหมดจากช่วง X ความสัมพันธ์ต่อไปนี้คงอยู่: F^ ( x) = ฉ (X); ฉ"(x) = ฉ(x)
ลองพิจารณาฟังก์ชัน y = F 1 (x) -.F(x) แล้วหาอนุพันธ์ของมัน: (F, (x) -F(x))" = F[(x)-F(x) = f(x ) - ฉ(x) = 0.
เป็นที่ทราบกันดีว่าถ้าอนุพันธ์ของฟังก์ชันในช่วง X เท่ากับศูนย์เท่ากัน ฟังก์ชันนั้นจะคงที่ในช่วง X (ดูทฤษฎีบท 3 จาก § 35) ซึ่งหมายความว่า F 1 (x) - F (x) = C เช่น Fx) = F(x)+C
ทฤษฎีบทได้รับการพิสูจน์แล้ว
ตัวอย่างที่ 5กฎแห่งการเปลี่ยนแปลงความเร็วตามเวลาได้รับ: v = -5sin2t ค้นหากฎการเคลื่อนที่ s = s(t) หากทราบว่า ณ เวลา t=0 พิกัดของจุดนั้นเท่ากับเลข 1.5 (เช่น s(t) = 1.5)
สารละลาย.เนื่องจากความเร็วเป็นอนุพันธ์ของพิกัดในรูปฟังก์ชันของเวลา ก่อนอื่นเราต้องค้นหาแอนติเดริเวทีฟของความเร็วก่อน เช่น แอนติเดริเวทีฟสำหรับฟังก์ชัน v = -5sin2t แอนติเดริเวทีฟตัวหนึ่งคือฟังก์ชัน และเซตของแอนติเดริเวทีฟทั้งหมดจะมีรูปแบบดังนี้
เพื่อค้นหา ความหมายเฉพาะค่าคงที่ C ลองใช้กัน เงื่อนไขเริ่มต้นโดยที่ s(0) = 1.5 แทนที่ค่า t=0, S = 1.5 ลงในสูตร (1) เราจะได้:
แทนที่ค่าที่พบของ C เป็นสูตร (1) เราจะได้กฎการเคลื่อนที่ที่เราสนใจ:
คำจำกัดความ 2ถ้าฟังก์ชัน y = f(x) มีแอนติเดริเวทีฟ y = F(x) บนช่วง X แล้วเซตของแอนติเดริเวทีฟทั้งหมด กล่าวคือ เซตของฟังก์ชันในรูปแบบ y = F(x) + C เรียกว่าอินทิกรัลไม่จำกัดของฟังก์ชัน y = f(x) และเขียนแทนด้วย:
(อ่าน: “อินทิกรัลไม่จำกัด ef จาก x de x”)
ในย่อหน้าถัดไปเราจะค้นหาว่าคืออะไร ความหมายที่ซ่อนอยู่การกำหนดที่ระบุ
จากตารางแอนติเดริเวทีฟที่มีอยู่ในส่วนนี้ เราจะรวบรวมตารางอินทิกรัลไม่จำกัดหลักๆ ดังนี้
ตามกฎสามข้อข้างต้นในการค้นหาแอนติเดริเวทีฟ เราสามารถกำหนดกฎการรวมที่สอดคล้องกันได้
กฎข้อที่ 1อินทิกรัลของผลรวมของฟังก์ชัน เท่ากับผลรวมอินทิกรัลของฟังก์ชันเหล่านี้:
กฎข้อที่ 2ตัวประกอบคงที่สามารถนำออกจากเครื่องหมายอินทิกรัลได้:
กฎข้อที่ 3ถ้า
ตัวอย่างที่ 6ค้นหาอินทิกรัลไม่ จำกัด :
สารละลาย, a) เราได้รับกฎการรวมกฎข้อที่หนึ่งและที่สอง:
ตอนนี้ลองใช้สูตรการรวมที่ 3 และ 4:
เป็นผลให้เราได้รับ:
b) เราได้รับกฎข้อที่สามของการรวมและสูตร 8:
ค) สำหรับ ตำแหน่งทันทีสำหรับอินทิกรัลที่กำหนด เราไม่มีสูตรที่ตรงกันหรือกฎที่ตรงกัน ในกรณีเช่นนี้ให้ดำเนินการล่วงหน้า การเปลี่ยนแปลงตัวตนนิพจน์ที่อยู่ภายใต้เครื่องหมายอินทิกรัล
มาใช้ประโยชน์กันเถอะ สูตรตรีโกณมิติการลดระดับ:
จากนั้นเราจะพบตามลำดับ:
เอ.จี. พีชคณิต Mordkovich ชั้นประถมศึกษาปีที่ 10
การวางแผนตามปฏิทินในวิชาคณิตศาสตร์ วิดีโอในคณิตศาสตร์ออนไลน์ คณิตศาสตร์ที่โรงเรียน
บทเรียนนี้เป็นบทเรียนแรกในชุดวิดีโอเกี่ยวกับการบูรณาการ ในนั้นเราจะวิเคราะห์ว่าแอนติเดริเวทีฟของฟังก์ชันคืออะไร และยังศึกษาวิธีการเบื้องต้นในการคำนวณแอนติเดริเวทีฟเหล่านี้ด้วย
ที่จริงแล้วไม่มีอะไรซับซ้อนที่นี่: โดยพื้นฐานแล้วทั้งหมดขึ้นอยู่กับแนวคิดของอนุพันธ์ซึ่งคุณน่าจะคุ้นเคยอยู่แล้ว :)
ฉันจะทราบทันทีว่าเนื่องจากนี่เป็นบทเรียนแรกสุดของเรา หัวข้อใหม่จะไม่มีวันนี้เลย การคำนวณที่ซับซ้อนและสูตร แต่สิ่งที่เราจะศึกษาในวันนี้จะเป็นพื้นฐานสำหรับการคำนวณและการสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้นเมื่อทำการคำนวณ อินทิกรัลที่ซับซ้อนและสี่เหลี่ยม
นอกจากนี้ เมื่อเริ่มศึกษาการอินทิเกรตและอินทิกรัลโดยเฉพาะ เราจะถือว่านักเรียนมีความคุ้นเคยกับแนวคิดเรื่องอนุพันธ์เป็นอย่างน้อยแล้ว และมีทักษะพื้นฐานในการคำนวณเป็นอย่างน้อย หากไม่มีความเข้าใจที่ชัดเจนในเรื่องนี้ ก็ไม่ต้องทำอะไรเลยในการบูรณาการ
อย่างไรก็ตามนี่คือหนึ่งในปัญหาที่พบบ่อยและร้ายกาจที่สุด ความจริงก็คือเมื่อเริ่มคำนวณแอนติเดริเวทีฟตัวแรก นักเรียนหลายคนสับสนกับอนุพันธ์ ส่งผลให้ในการสอบและ งานอิสระมีการทำผิดพลาดที่โง่เขลาและน่ารังเกียจ
ดังนั้นตอนนี้ฉันจะไม่ให้คำจำกัดความที่ชัดเจนของแอนติเดริเวทีฟ ในทางกลับกัน ฉันขอแนะนำให้คุณดูวิธีการคำนวณโดยใช้ตัวอย่างเฉพาะง่ายๆ
แอนติเดริเวทีฟคืออะไรและคำนวณอย่างไร?
เรารู้สูตรนี้:
\[((\left(((x)^(n)) \right))^(\prime ))=n\cdot ((x)^(n-1))\]
อนุพันธ์นี้คำนวณง่ายๆ:
\[(f)"\left(x \right)=((\left(((x)^(3)) \right))^(\prime ))=3((x)^(2))\ ]
ลองดูนิพจน์ผลลัพธ์อย่างละเอียดและแสดง $((x)^(2))$:
\[((x)^(2))=\frac(((\left(((x)^(3)) \right))^(\prime )))(3)\]
แต่เราสามารถเขียนมันแบบนี้ ตามนิยามของอนุพันธ์ได้:
\[((x)^(2))=((\left(\frac(((x)^(3)))(3) \right))^(\prime ))\]
ทีนี้สนใจ: สิ่งที่เราเพิ่งเขียนลงไปคือนิยามของแอนติเดริเวทีฟ แต่เพื่อที่จะเขียนให้ถูกต้องคุณต้องเขียนสิ่งต่อไปนี้:
ให้เราเขียนนิพจน์ต่อไปนี้ในลักษณะเดียวกัน:
หากเราสรุปกฎนี้ เราจะได้สูตรต่อไปนี้:
\[((x)^(n))\ถึง \frac(((x)^(n+1)))(n+1)\]
ตอนนี้เราสามารถกำหนดคำจำกัดความที่ชัดเจนได้แล้ว
แอนติเดริเวทีฟของฟังก์ชันคือฟังก์ชันที่มีอนุพันธ์เท่ากับฟังก์ชันดั้งเดิม
คำถามเกี่ยวกับฟังก์ชันแอนติเดริเวทีฟ
ดูเหมือนเป็นคำจำกัดความที่ค่อนข้างง่ายและเข้าใจได้ อย่างไรก็ตาม เมื่อได้ยินเช่นนั้น นักเรียนที่เอาใจใส่จะมีคำถามหลายข้อทันที:
- สมมุติว่า โอเค สูตรนี้ถูกต้อง อย่างไรก็ตาม ในกรณีนี้ $n=1$ เราประสบปัญหา: “ศูนย์” ปรากฏในตัวส่วน และเราไม่สามารถหารด้วย “ศูนย์” ได้
- สูตรจำกัดเฉพาะองศาเท่านั้น วิธีคำนวณค่าแอนติเดริเวทีฟ เช่น ไซน์ โคไซน์ และตรีโกณมิติอื่นๆ รวมถึงค่าคงที่
- คำถามที่มีอยู่: เป็นไปได้ไหมที่จะค้นหาแอนติเดริเวทีฟ? ถ้าใช่ แล้วแอนติเดริเวทีฟของผลรวม ผลต่าง ผลคูณ ฯลฯ ล่ะ?
บน คำถามสุดท้ายฉันจะตอบทันที น่าเสียดายที่แอนติเดริเวทีฟไม่เหมือนกับอนุพันธ์เสมอไป ไม่มีสิ่งนั้น สูตรสากลโดยจากการก่อสร้างเริ่มต้นใด ๆ เราจะได้รับฟังก์ชันที่จะเท่ากับการก่อสร้างที่คล้ายกันนี้ สำหรับพลังและค่าคงที่ เราจะพูดถึงเรื่องนี้ตอนนี้
การแก้ปัญหาเกี่ยวกับฟังก์ชันกำลัง
\[((x)^(-1))\to \frac(((x)^(-1+1)))(-1+1)=\frac(1)(0)\]
อย่างที่เราเห็น สูตรนี้ for $((x)^(-1))$ ไม่ทำงาน คำถามเกิดขึ้น: แล้วอะไรล่ะที่ใช้ได้ผล? เรานับ $((x)^(-1))$ ไม่ได้เหรอ? แน่นอนเราทำได้ เรามาจำสิ่งนี้กันก่อน:
\[((x)^(-1))=\frac(1)(x)\]
ทีนี้ ลองคิดดู: อนุพันธ์ของฟังก์ชันจะเท่ากับ $\frac(1)(x)$ เห็นได้ชัดว่านักเรียนคนใดที่ได้ศึกษาหัวข้อนี้อย่างน้อยก็จะจำได้ว่านิพจน์นี้เท่ากับอนุพันธ์ของลอการิทึมธรรมชาติ:
\[((\left(\ln x \right))^(\prime ))=\frac(1)(x)\]
ดังนั้นเราจึงสามารถเขียนสิ่งต่อไปนี้ได้อย่างมั่นใจ:
\[\frac(1)(x)=((x)^(-1))\ถึง \ln x\]
คุณต้องรู้สูตรนี้ เช่นเดียวกับอนุพันธ์ของฟังก์ชันกำลัง
ดังนั้นสิ่งที่เรารู้จนถึงตอนนี้:
- สำหรับฟังก์ชันยกกำลัง - $((x)^(n))\to \frac(((x)^(n+1)))(n+1)$
- สำหรับค่าคงที่ - $=const\to \cdot x$
- กรณีพิเศษของฟังก์ชันกำลังคือ $\frac(1)(x)\to \ln x$
และถ้าเราเริ่มคูณและหารฟังก์ชันที่ง่ายที่สุด แล้วเราจะคำนวณแอนติเดริเวทีฟของผลิตภัณฑ์หรือผลหารได้อย่างไร น่าเสียดายที่การเปรียบเทียบกับอนุพันธ์ของผลิตภัณฑ์หรือผลหารใช้ไม่ได้ผลที่นี่ ใดๆ สูตรมาตรฐานไม่มีอยู่จริง ในบางกรณีอาจมีสูตรพิเศษที่ซับซ้อน - เราจะทำความคุ้นเคยกับสูตรเหล่านี้ในบทเรียนวิดีโอหน้า
อย่างไรก็ตาม โปรดจำไว้ว่า: สูตรทั่วไปซึ่งเป็นสูตรที่คล้ายกันในการคำนวณอนุพันธ์ของผลหารและไม่มีผลิตภัณฑ์อยู่
การแก้ปัญหาที่แท้จริง
ภารกิจที่ 1
เอาละครับ ฟังก์ชั่นพลังงานมาคำนวณแยกกัน:
\[((x)^(2))\ถึง \frac(((x)^(3)))(3)\]
กลับไปที่การแสดงออกของเรา เราเขียนโครงสร้างทั่วไป:
ปัญหาหมายเลข 2
ดังที่ผมได้กล่าวไปแล้วว่า ต้นแบบของงานและไม่ถือว่า "ผ่าน" ส่วนตัว อย่างไรก็ตาม คุณสามารถทำสิ่งต่อไปนี้ได้ที่นี่:
เราแยกเศษส่วนออกเป็นผลรวมของเศษส่วนสองส่วน
มาทำคณิตศาสตร์กันเถอะ:
ข่าวดีก็คือ เมื่อทราบสูตรในการคำนวณแอนติเดริเวทีฟแล้ว คุณก็จะสามารถคำนวณเพิ่มเติมได้แล้ว การออกแบบที่ซับซ้อน- อย่างไรก็ตาม เรามาต่อและขยายความรู้ของเราอีกสักหน่อย ความจริงก็คือ โครงสร้างและสำนวนจำนวนมาก ซึ่งเมื่อมองแวบแรกไม่เกี่ยวข้องกับ $((x)^(n))$ สามารถแสดงเป็นกำลังด้วย ตัวบ่งชี้ที่มีเหตุผลกล่าวคือ:
\[\sqrt(x)=((x)^(\frac(1)(2)))\]
\[\sqrt[n](x)=((x)^(\frac(1)(n)))\]
\[\frac(1)(((x)^(n)))=((x)^(-n))\]
เทคนิคทั้งหมดนี้สามารถและควรนำมารวมกัน การแสดงออกถึงพลังสามารถ
- ทวีคูณ (เพิ่มองศา);
- หาร (ลบองศา);
- คูณด้วยค่าคงที่
- ฯลฯ
การแก้นิพจน์ยกกำลังด้วยเลขชี้กำลังตรรกยะ
ตัวอย่าง #1
มาคำนวณแต่ละรูตแยกกัน:
\[\sqrt(x)=((x)^(\frac(1)(2)))\to \frac(((x)^(\frac(1)(2)+1)))(\ frac(1)(2)+1)=\frac(((x)^(\frac(3)(2))))(\frac(3)(2))=\frac(2\cdot (( x)^(\frac(3)(2))))(3)\]
\[\sqrt(x)=((x)^(\frac(1)(4)))\to \frac(((x)^(\frac(1)(4))))(\frac( 1)(4)+1)=\frac(((x)^(\frac(5)(4))))(\frac(5)(4))=\frac(4\cdot ((x) ^(\frac(5)(4))))(5)\]
โดยรวมแล้วการก่อสร้างทั้งหมดของเราสามารถเขียนได้ดังนี้:
ตัวอย่างหมายเลข 2
\[\frac(1)(\sqrt(x))=((\left(\sqrt(x) \right))^(-1))=((\left(((x)^(\frac( 1)(2))) \right))^(-1))=((x)^(-\frac(1)(2)))\]
ดังนั้นเราจึงได้รับ:
\[\frac(1)(((x)^(3)))=((x)^(-3))\to \frac(((x)^(-3+1)))(-3 +1)=\frac(((x)^(-2)))(-2)=-\frac(1)(2((x)^(2)))\]
โดยรวมแล้วเมื่อรวบรวมทุกอย่างไว้ในนิพจน์เดียวเราสามารถเขียนได้:
ตัวอย่างหมายเลข 3
ก่อนอื่น โปรดทราบว่าเราได้คำนวณ $\sqrt(x)$ แล้ว:
\[\sqrt(x)\ถึง \frac(4((x)^(\frac(5)(4))))(5)\]
\[((x)^(\frac(3)(2)))\to \frac(((x)^(\frac(3)(2)+1)))(\frac(3)(2) )+1)=\frac(2\cdot ((x)^(\frac(5)(2))))(5)\]
มาเขียนใหม่:
หวังว่าจะไม่ทำให้ใครแปลกใจถ้าจะบอกว่าสิ่งที่เราเพิ่งศึกษามาคือที่สุด การคำนวณง่ายๆดั้งเดิมซึ่งเป็นโครงสร้างเบื้องต้นที่สุด ตอนนี้เรามาดูกันอีกสักหน่อย ตัวอย่างที่ซับซ้อนซึ่งนอกเหนือจากแอนติเดริเวทีฟแบบตารางแล้ว คุณจะต้องจำด้วย หลักสูตรของโรงเรียนคือสูตรคูณแบบย่อ
การแก้ตัวอย่างที่ซับซ้อนมากขึ้น
ภารกิจที่ 1
ให้เราจำสูตรสำหรับผลต่างกำลังสอง:
\[((\left(a-b \right))^(2))=((a)^(2))-ab+((b)^(2))\]
มาเขียนฟังก์ชันของเราใหม่:
ตอนนี้เราต้องค้นหาต้นแบบของฟังก์ชันดังกล่าว:
\[((x)^(\frac(2)(3)))\to \frac(3\cdot ((x)^(\frac(5)(3))))(5)\]
\[((x)^(\frac(1)(3)))\to \frac(3\cdot ((x)^(\frac(4)(3))))(4)\]
มารวมทุกอย่างเข้าด้วยกันเป็นโครงสร้างทั่วไป:
ปัญหาหมายเลข 2
ในกรณีนี้ เราจำเป็นต้องขยายลูกบาศก์ส่วนต่าง จำไว้ว่า:
\[((\left(a-b \right))^(3))=((a)^(3))-3((a)^(2))\cdot b+3a\cdot ((b)^ (2))-((ข)^(3))\]
เมื่อคำนึงถึงข้อเท็จจริงนี้แล้ว เราสามารถเขียนได้ดังนี้:
มาเปลี่ยนฟังก์ชั่นของเรากันหน่อย:
เรานับเช่นเคย - สำหรับแต่ละเทอมแยกกัน:
\[((x)^(-3))\ถึง \frac(((x)^(-2)))(-2)\]
\[((x)^(-2))\ถึง \frac(((x)^(-1)))(-1)\]
\[((x)^(-1))\ถึง \ln x\]
ให้เราเขียนผลการก่อสร้าง:
ปัญหาหมายเลข 3
ที่ด้านบนสุด เรามีกำลังสองของผลรวม ลองขยายดู:
\[\frac(((\left(x+\sqrt(x) \right))^(2)))(x)=\frac(((x)^(2))+2x\cdot \sqrt(x )+((\left(\sqrt(x) \right))^(2)))(x)=\]
\[=\frac(((x)^(2)))(x)+\frac(2x\sqrt(x))(x)+\frac(x)(x)=x+2((x) ^(\frac(1)(2)))+1\]
\[((x)^(\frac(1)(2)))\to \frac(2\cdot ((x)^(\frac(3)(2))))(3)\]
มาเขียนวิธีแก้ปัญหาสุดท้ายกัน:
ตอนนี้ให้ความสนใจ! มาก สิ่งสำคัญซึ่งมันเชื่อมต่ออยู่ด้วย ส่วนแบ่งของสิงโตข้อผิดพลาดและความเข้าใจผิด ความจริงก็คือจนถึงขณะนี้ การนับแอนติเดริเวทีฟโดยใช้อนุพันธ์และการแปลง เราไม่ได้คิดว่าอนุพันธ์ของค่าคงที่จะเท่ากับเท่าใด แต่อนุพันธ์ของค่าคงที่มีค่าเท่ากับ "ศูนย์" ซึ่งหมายความว่าคุณสามารถเขียนตัวเลือกต่อไปนี้:
- $((x)^(2))\ถึง \frac(((x)^(3)))(3)$
- $((x)^(2))\ถึง \frac(((x)^(3)))(3)+1$
- $((x)^(2))\ถึง \frac(((x)^(3)))(3)+C$
นี่เป็นสิ่งสำคัญมากที่ต้องเข้าใจ: หากอนุพันธ์ของฟังก์ชันเท่ากันเสมอ ฟังก์ชันเดียวกันนั้นก็จะมีแอนติเดริเวทีฟเป็นจำนวนอนันต์ เราสามารถบวกจำนวนคงที่ใดๆ เข้ากับแอนติเดริเวทีฟแล้วหาค่าใหม่ได้
ไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่ในการอธิบายปัญหาที่เราเพิ่งแก้ไขมีเขียนว่า "เขียนลงไป" มุมมองทั่วไปดั้งเดิม” เหล่านั้น. สันนิษฐานล่วงหน้าแล้วว่าไม่มีหนึ่งในนั้น แต่มีจำนวนมากทั้งหมด แต่ในความเป็นจริงแล้ว พวกมันต่างกันเพียงค่าคงที่ $C$ ในตอนท้ายเท่านั้น ดังนั้นในงานของเราเราจะแก้ไขสิ่งที่เรายังทำไม่เสร็จ
เราเขียนสิ่งก่อสร้างของเราใหม่อีกครั้ง:
ในกรณีเช่นนี้ คุณควรเพิ่มว่า $C$ เป็นค่าคงที่ - $C=const$
ในฟังก์ชันที่สองของเรา เราจะได้โครงสร้างดังต่อไปนี้:
และอันสุดท้าย:
และตอนนี้เราได้สิ่งที่จำเป็นจากเราในสภาพดั้งเดิมของปัญหาแล้ว
การแก้ปัญหาการหาแอนติเดริเวทีฟด้วยจุดที่กำหนด
ตอนนี้เรารู้เกี่ยวกับค่าคงที่และลักษณะเฉพาะของการเขียนแอนติเดริเวทีฟแล้ว มันค่อนข้างสมเหตุสมผลที่ ประเภทถัดไปปัญหาเมื่อจากเซตของแอนติเดริเวทีฟทั้งหมด จำเป็นต้องค้นหาอันเดียวที่จะผ่านเข้าไป จุดที่กำหนด- งานนี้คืออะไร?
ความจริงก็คือว่าแอนติเดริเวทีฟทั้งหมดของฟังก์ชันที่กำหนดจะแตกต่างกันเพียงแต่ว่าพวกมันจะถูกเลื่อนในแนวตั้งด้วยจำนวนที่แน่นอนเท่านั้น และนี่หมายความว่าไม่ว่าจุดไหนก็ตาม ประสานงานเครื่องบินเราไม่ได้เอามันไป แอนติเดริเวทีฟตัวหนึ่งจะผ่านไปแน่นอน และยิ่งไปกว่านั้น มีเพียงตัวเดียวเท่านั้น
ดังนั้นงานที่เราจะแก้ไขตอนนี้จึงถูกกำหนดไว้แล้ว ดังต่อไปนี้: การค้นหาแอนติเดริเวทีฟไม่ใช่เรื่องง่ายโดยรู้สูตรของฟังก์ชันดั้งเดิม แต่ต้องเลือกอันใดอันหนึ่งที่ผ่านจุดที่กำหนดซึ่งพิกัดจะได้รับในคำชี้แจงปัญหา
ตัวอย่าง #1
ขั้นแรก เรามานับแต่ละเทอมกันก่อน:
\[((x)^(4))\ถึง \frac(((x)^(5)))(5)\]
\[((x)^(3))\ถึง \frac(((x)^(4)))(4)\]
ตอนนี้เราแทนที่สำนวนเหล่านี้ในโครงสร้างของเรา:
ฟังก์ชันนี้จะต้องผ่านจุด $M\left(-1;4 \right)$ มันหมายความว่าอะไรที่จะผ่านจุด? ซึ่งหมายความว่าหากแทนที่จะใส่ $x$ เราใส่ $-1$ ทุกที่ และแทนที่จะเป็น $F\left(x \right)$ เราใส่ $-4$ เราก็ควรจะได้ค่าที่ถูกต้อง ความเท่าเทียมกันเชิงตัวเลข- มาทำสิ่งนี้กัน:
เราเห็นว่าเรามีสมการสำหรับ $C$ ดังนั้นลองแก้มันกัน:
มาเขียนวิธีแก้ปัญหาที่เรากำลังมองหากัน:
ตัวอย่างหมายเลข 2
ก่อนอื่น จำเป็นต้องเปิดเผยกำลังสองของความแตกต่างโดยใช้สูตรการคูณแบบย่อ:
\[((x)^(2))\ถึง \frac(((x)^(3)))(3)\]
โครงสร้างเดิมจะเขียนดังนี้:
ทีนี้ลองหา $C$: แทนที่พิกัดของจุด $M$:
\[-1=\frac(8)(3)-12+18+C\]
เราแสดง $C$:
ยังคงแสดงนิพจน์สุดท้าย:
การแก้ปัญหาตรีโกณมิติ
เช่น คอร์ดสุดท้ายนอกเหนือจากสิ่งที่เราเพิ่งพูดคุยกัน ฉันเสนอให้พิจารณาอีกสองเรื่อง งานที่ซับซ้อนซึ่งมีตรีโกณมิติ ในทำนองเดียวกันคุณจะต้องค้นหาแอนติเดริเวทีฟสำหรับฟังก์ชันทั้งหมดจากนั้นเลือกจากชุดนี้เพียงอันเดียวที่ผ่านจุด $M$ บนระนาบพิกัด
เมื่อมองไปข้างหน้า ผมอยากจะสังเกตว่าเทคนิคที่เราจะใช้เพื่อค้นหาแอนติเดริเวทีฟตอนนี้ ฟังก์ชันตรีโกณมิติอันที่จริงแล้วเป็นเทคนิคสากลสำหรับการทดสอบตัวเอง
ภารกิจที่ 1
จำสูตรต่อไปนี้:
\[((\left(\text(tg)x \right))^(\prime ))=\frac(1)(((\cos )^(2))x)\]
จากนี้เราสามารถเขียนได้:
ลองแทนที่พิกัดของจุด $M$ ในนิพจน์ของเรา:
\[-1=\text(tg)\frac(\text( )\!\!\pi\!\!\text( ))(\text(4))+C\]
ลองเขียนนิพจน์ใหม่โดยคำนึงถึงข้อเท็จจริงนี้:
ปัญหาหมายเลข 2
นี่จะยากขึ้นเล็กน้อย ตอนนี้คุณจะเห็นว่าทำไม
จำสูตรนี้ไว้:
\[((\left(\text(ctg)x \right))^(\prime ))=-\frac(1)(((\sin )^(2))x)\]
ในการกำจัด "ลบ" คุณต้องทำสิ่งต่อไปนี้:
\[((\left(-\text(ctg)x \right))^(\prime ))=\frac(1)(((\sin )^(2))x)\]
นี่คือการออกแบบของเรา
ลองแทนพิกัดของจุด $M$:
โดยรวมแล้วเราเขียนการก่อสร้างขั้นสุดท้าย:
นั่นคือทั้งหมดที่ฉันอยากจะบอกคุณเกี่ยวกับวันนี้ เราศึกษาคำว่าแอนติเดริเวทีฟด้วยตัวเอง วิธีการนับพวกมัน ฟังก์ชั่นเบื้องต้นตลอดจนวิธีค้นหาแอนติเดริเวทีฟที่ผ่านจุดเฉพาะบนระนาบพิกัด
ฉันหวังว่าบทเรียนนี้จะช่วยให้คุณเข้าใจสิ่งนี้อย่างน้อย หัวข้อที่ซับซ้อน- ไม่ว่าในกรณีใด ขึ้นอยู่กับแอนติเดริเวทีฟที่มีการสร้างอินทิกรัลไม่จำกัดและอินทิกรัลไม่จำกัด ดังนั้นจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องคำนวณพวกมัน นั่นคือทั้งหมดสำหรับฉัน แล้วพบกันใหม่!