АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Основные методы интегрирования

Читайте также:
  1. I. ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ
  2. I. Типичные договоры, основные обязанности и их классификация
  3. II. МЕТОДЫ, ПОДХОДЫ И ПРОЦЕДУРЫ ДИАГНОСТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ
  4. II. МЕТОДЫ, ПОДХОДЫ И ПРОЦЕДУРЫ ДИАГНОСТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ
  5. II. Основные моменты содержания обязательства как правоотношения
  6. II. Основные направления работы с персоналом
  7. II. Основные принципы и правила служебного поведения государственных (муниципальных) служащих
  8. II. ОСНОВНЫЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КОНЦЕПЦИИ
  9. II. Основные цели и задачи Программы, срок и этапы ее реализации, целевые индикаторы и показатели
  10. III. Методы оценки функции почек
  11. III. Основные мероприятия, предусмотренные Программой
  12. III. Основные требования, предъявляемые к документам

Для того, чтобы вычислить определенный интеграл, достаточно найти первообразную и затем применить формулу Ньютона-Лейбница. Некоторое ускорение (чисто арифметическое) процесса интегрирования можно получить с помощью более ранней подстановки пределов интегрирования.

· Интегрирование по частям. Можно использовать формулу в следующем виде:

.Отметим, что по сравнению с формулой выигрыш в скорости расчета невелик.

· Замена переменной. В этом случае раннее преобразование пределов интегрирования по принятой формуле подстановки может привести к хорошему ускорению, т.к. отпадает необходимость обратной замены. Общая формула имеет вид

, где .

Для ясности, приведем пример:

 

Интеграл с переменным верхним пределом

В практических задачах часто встречаются случаи, когда имеется начальная точка интервала интегрирования, т.е. , а конец интервала еще не известен. Определенный интеграл вполне можно применить и для таких задач, если известен закон образования верхнего предела ; в простейшем варианте . Формула Ньютона-Лейбница применяется обычным образом, однако результатом будет не число, а функция:

.

Изменение обозначения переменной интегрирования - чисто психологическое, во избежание путаницы при вычислениях.

 

Несобственные интегралы

Если предел интегрирования может быть переменным, то легко представить случай, когда он переходит в бесконечность. Интегралы с одним или обоими бесконечными пределами получили название несобственных интегралов первого рода. Здесь также можно, на практике, использовать формулу Ньютона-Лейбница, однако следует помнить, что символ - не число, а условное обозначение неограниченного возрастания (или убывания) аргумента в процессе изменения. Т.е., со строгих позиций, вычисление несобственного интеграла первого рода – это вычисление некоторого предела, с постоянным использованием теорем о бесконечно малых и бесконечно больших величинах, приведенных ранее в теме 6 Пределы. Таким образом:

.

Т.е., символы бесконечности условно заменяются буквенными параметрами, применяется формула Ньютона-Лейбница, после чего обычным образом вычисляются пределы. Если в результате такого расчета получится число А (включая 0), то ответ следует записать в форме: интеграл сходится к значению А. Если же результатом будет (или ), то ответ: интеграл расходится.

 

При практических вычислениях, вполне допустимо не использовать в явной форме операторы , но не следует забывать о том, что на самом деле вычисляются пределы, а не конкретные числовые значения.

 

Следующим видом несобственных интегралов являются интегралы от функций с разрывом на одном (или обоих) конце интервала интегрирования или с разрывом внутри интервала интегрирования. Например: и т.п. Такие интегралы носят название несобственных интегралов второго рода. Эти интегралы очень опасны, т.к. часто выглядят вполне безобидно, но применение формулы Ньютона-Лейбница приводит к неверным результатам.

 

Вычисление интегралов второго рода осуществляется приведением к интегралам первого рода (или сумме таких интегралов), т.е. ставится задача вычисления предела относительно точки, в которой подынтегральная функция разрывна. Здесь не будем подробно останавливаться на схеме вычисления таких интегралов, т.к., если в прикладной задаче появился интеграл второго рода, то это свидетельствует либо об ошибке расчетчика, либо о некорректности всей математической модели для данной задачи и необходимости изменения этой модели.

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.)