Integralas ir jo taikymas

Pirmykštė funkcija

Žymėjimas:

  • (f(x)) prime
  • f prime (x) right (f(x))prime

Veiksmo pavadinimas: diferencijavimas arba integravimas.


Funkcija F(x) vadinama funkcijos f(x) pirmykšte funkcija, kai F'(x) = f(x), pvz.:

  • F(x) = 1/2 x + 7 + C
  • f(x) = 1/2
  • F prime (x) = (1/2 x + 7) prime = 1/2

Kurios funkcijos išvestinė yra funkcija f(x) = 4x^3?

F(x) = x^4 + C, C in bbR

C - didžioji!

Neapibrėžtinis integralas

F(x) + C = int{}{}{f(x) dx}

  • int{}{}{} - integralo ženklas.
  • f(x) - pointegralinė funkcija
  • dx = Delta x - integravimo kintamojo diferencialas
  • x - integravimo kintamasis
  • f(x) dx - pointegralinis reiškinys
  • F(x) = pirmykštė funkcija
  • C - bet koks skaičius (integravimo konstanta)

Integralo skaičiavimo formulės

F(x) pm C = int{}{}{f(x) dx}

Nr. Funkcija f(x) Funkcijos išvestinė f prime (x) Pirmykštė funkcija int{}{}{f(x) dx}
1. x^n n * x^{n-1} {x^{n+1}}/{n+1}, n <> -1
x^0 = 1 {x^1}/1 = x
k (skaičius) kx
kx + b k k*{{x^2}/2} + b
x^2 2x {x^3}/3
ax^2 + bx + c 2ax + b {ax^3}/3 + {bx^2}/2 + cx
x^3 3x^2 {x^4}/4
sqrt{x} = x^{1/2} 1/2 * sqrt{x} {x^{1.5}}/1.5 = {x sqrt{x}}/1.5 = {2x sqrt{x}}/3
2. 1/x = x^{-1} -{1/{x^2}} ln delim{|}{x}{|}
3. a^x a^x * ln a {a^x}/{ln a}
e^x e^x e^x
4. sin x cos x -cos x
5. cos x -sin x sin x
6. tg x 1/{cos^2 x} Skaičiuojama pagal kitas taisykles.
7. ctg x -{1/{sin^2 x}} Skaičiuojama pagal kitas taisykles.
8. 1/{sin^2 x} - -ctg x
9. 1/{cos^2 x} - tg x

Integralo skaičiavimo taisyklės

  1. int{}{}{k*f(x) dx} = k*int{}{}{f(x) dx}
  2. int{}{}{(u(x) + v(x)) dx} = int{}{}{u(x) dx} + int{}{}{v(x) dx}
  3. Sudėtinės funkcijos integralo skaičiavimo formulė: int{}{}{f(ax + b) dx} = {1/a} * F(ax + b), a <> 0
  4. Visada prie gautojo neapibrėžtinio integralo reikia pridėti C!

Apibrėžtinis integralas

Niutono-Leibnico formuuuuuuuuuuuuuuuuuuuulė

S = int{a}{b}{f(x) dx} = delim{}{F(x)}{|}{matrix{2}{1}{{b}{a}}}{} = F(b) - F(a)

Šio reiškinio rezultatas gali būti neigiamas (jei grafikas yra ne pirmame ar antrame ketvirčiuose), todėl reikia:

  1. naudotis modulio ženklu arba
  2. pirmiausia apskaičiuoti integralą, po to parašyti plotą.

Pavyzdys (kreivinė trapecija)

Vienoje koordinatinėje plokštumoje nubraižykite kreives (tieses):

  • f(x) = 2x + 1
  • x = 1
  • x = 3
  • y = 0

Apskaičiuokite šiomis kreivėmis apribotos figūros plotą.


Kreivinė trapecija (beveik)

(Galima spręsti ir paprasčiau, t.y. be integralų)

Sprendimas (be Integralų)

  • Kaip matome, tai yra tiesinė funkcija (f(x)=2x+1), todėl nėra sunku pamatyti, kad tai bus trikampis, kurio plotą galima skaicčiuoti pagal Pitagoro teoremą, o po to pritaikant Herono formulę plotui apskaičiuoti.
  • Kadangi turime brėžinį galime, paskaičiuoti kokie yra kraštinių ilgiai arba apskaičiuojant nepasinaudojus grafiko (ištirsime abu atvejus).
  • Matome, kad kraštinė ant x ašies riboją šitą figūrą, todėl kraštinės ilgis ant x ašies yra lygus 3{1/2}, o pagal formules skaičiuojame taip : 2x+1=0 ; x=1/2, o kita koordinatė yra x=3, todėl kraštinės ilgis : x_1+x_2=3{1/2}, žiūrime kur susikirs f(3)=2*6+1=7, matome kad kraštinė prasideda nuo x=0 , todėl x_3+x_4=0+7=7, dabar kai turime dviejų kraštinių ilgius galime sužinoti trečios pagal Pitagoro teoremą : c^2=7^2+(3{1/2})^2 ; c=sqrt{245/4} ; c approx 7.82 , O plotas lygus: S=sqrt{p(p-a)(p-b)(p-c)}=sqrt{9.16(9.16-3.5)(9.16-7)(9.16-7.82)}=sqrt{9.16*5.66*2.16*1.34} approx 12.24 ploto vienetai.
  • Skaičiuojame, mažojo trikampio kraštines ir plotą, kraštinės skaičiuojame analogiškai didžiąjam trikampiui, todėl : a=1.5, b=3, o c=sqrt{2.25+9} approx 3.35 , o S=sqrt{3.925(3.925-1.5)(3.925-3)(3.925-3.35)}=sqrt{3.925*2.425*0.925*0.575} approx 2.24 ploto vienetai.
  • Beliko vieno trikampio plotą atimti iš kito t.y. : S_1-S_2=12.24-2.24=10 ploto vienetai.
  • Kadangi tai buvo statusis trikampis galima buvo taikyti ploto formulę , S=1/2ah, bet mano tikslas buvo dar kartu supažindinti ir su Herono formule.

Sprendimas (su Integralais)

  • int{1}{3}{(2x+1)dx}=delim{}{(x^2+x)}{|}{matrix{2}{1}{{3}{1}}}{} = (9+3) - (1+1)=10
This website uses cookies for visitor traffic analysis. By using the website, you agree with storing the cookies on your computer.More information
 
Jei nenurodyta kitaip, šio wiki turinys ginamas tokia licencija: CC Attribution-Noncommercial-Share Alike 4.0 International
Recent changes RSS feed Powered by PHP Valid XHTML 1.0 Valid CSS Driven by DokuWiki