n=b нүктелерімен n бөлікке бөлейік. Δxi=xi-xi-1 (i=1,2,…n) элементар аралықтарынан сәйкес ζi (i=1,2,…n) нүктесін алып, осы нүктелердегі функцияның f(ζ1), f(ζ2),…f(ζn) мәндерін есептеп, f(ζi)Δi (i=1,2,…n) көбейтінділерінен қосынды құрып, n=f(xi)Δxi+f(x2)Δx2+…+f(xn)Δxn=Σni=1f(xi)Δxiқосынды f(x) функциясының [а,в] аралығындағы интегралдық қосынды деп аталады.
Анықтама. Егер maxΔxi→0 (n→∞) болғанда интегралдық өосындының ақырлы шегі бар болса, онда ол f(x) функциясының [а,в] аралығындағы анықталған интегралы деп аталады. Белгіленуі: ba∫ f(x)dx.
Сонымен , lim Σn f(xi)Δxi= f(x)dx. (1)
max→0 i=1
мұндағы f(x)- интеграл астындағы функция. f(x)dx –интеграл астындағы өрнек, а саны- интегралдың төменгі шегі, в саны- интегралдың жоғарғы шегі, х айнымалысы- интегралдау айнымалысы деп аталады.
Анықталған интегралдың негізгі қасиеттері:
Егер [а,в] (а<в) аралығындағы х айнымалысының барлық мәндері үшін f(x)≥0 болса, онда ≥0
Егер [а,в] (а<в) аралығындағы f(x)≤φ(x) болса, онда
Анықталған интегралды есептеу
Ньютон-Лейбниц формуласы
Теорема. Егер F(x) функциясы [а,в] аралағындағы функциясының алғашқы бейнесі болса, онда
(2)
Бұл теңдік Ньютон-Лейбниц формуласы деп аталады.
Кейде мына белгілеу қолданылады: ba.
Ньютон-Лейбниц формуласы анықталған интегралды есептеуге арналған жалпы формула. Ал анықталған интегралды есептеу әдістері анықталмаған интегралды есептеу әдістерімен бірдей. Мысалдар:
|31=
Айнымалыны алмастыру әдісі
Теорема. [а,в] аралығында үзіліссіз y=f(x) функциясы үшін анықталған интеграл берілсін. X=φ(t) формуласы бойынша жаңа t айнымалысын енгізейік:
[φ(t)φ/(t)dt] (3)
Мысалдар:
= 32= (3³-2³)=
Бөліктеп интегралдау әдісі
u(x), v(x) функциялары х аргументі бойынша [а,в] аралығында дифференциалданатын функциялар болсын. Сонда d(uv)=udv+vdu болатыны белгілі. Осыдан теңдікті [а,в] аралығында интегралдасақ, онда
ba- (4)
(4) формуласы анықталған интегралды бөліктеп интегралдау формуласы деп аталады.
Мысалдар:
= -xctgx|π/3π/4+ |π/3π/4+ln|sinx||π/3π/4=-
x+lnxdxdx
Өзін-өзі тексеруге арналған сұрақтар
Анықталған интегралдың анықтамасы
Ньютон-Лейбниц формуласы
Анықталған интегралда айнымалыны алмастыру формуласы
Анықталған интегралда бөліктеп интегралдау әдісі.
Жаттығулар
№
|
І нұсқа
|
ІІ нұсқа
|
1
|
|
|
2
|
|
|
3
|
|
|
4
|
|
|
5
|
|
|
Деңгейлік тест тапсырмалары
Тест1
dx
А)ln(е+1)
В) ln(3+е)
С)1+ ln3
D)3+ln3
E)е+ ln3
2. dx
A)2 -2е
В) -е
С)2 -е
D)е- 2
Е) -2е
3. -6х+9)dx
A)2 В)3 С)6 D)5 Е)1,5
4. dx
A)cos1
В)-cos1
С)1-sin1
D)sin1-1
Е)
5. dx
A)
В)
С)
D)
Е)
6. dx
A)
В)32
С)
D)64
Е)
7.
A)3
В)2
С)1
D)4
Е)
8. dx
A)-24
В)
С)
D)
Е)
9. dx
A)
В)
С) D) Е)
10. dx
A) B) 2 C) D) 3 E)
ТЕСТ 2
1. dx
A) 9 B)-12 C) D) 12 E)-9
2. dx
A) B) 24 C) D) E)-4
3. dx
A) B) 2 C)1 D) E)
4. dx
A) B) 2 C) D) E)
5. )dx
A)-1 B) 1 C) D) E)2
6.
A)1+ B) 1 C) D) E)
7. dx
A) B) 2 C) D) E) 0
8. dx
A)e B) 2 C) -1 D) E) e-
9. 4 *(3 )dx
A)- B) 1 C) D) E)
10.
A)0 B) -2 C) D) E)2
2.3 Анықталған интегралдың геометрияда қолданылуы
2.3.1. Тікбұрышты координаталардағы аудан
а)Егер [a,b]кесіндісінде болса,онда осы кесіндіде
S(x)= dx
Интегралы қисық сызықты трапецияның ауданын өрнектейді.
Егер [a,b]кесіндісінде болса,онда қисық сызықты трапеция Ох осінің төменгі жағында орналасқан және dx 0. Бұл интеграл трапецияның ауданын «минус» таңбасымен анықтайды.
Мысалы y=sinx синусойдасымен және Ох осімен шектелген аймақтық ауданды табу керек. (0≤x≤2π)
2 cурет Функцияның графигі
[0 ] аралығында sinx 0, ал [ ] аралығында sinx 0 болғандықтан, берілген аймақтың ауданын табамыз.
S(G)= - =-cosx +cosx =-cos -cos =4
б)x=a,x=b түзулерімен және [a,b] аралығында үзіліссіз у=f1(x), у=f2(x) (мұндағы f1(x) f2(x)) функциялардың графиктерімен шектелген аймақтың ауданы мына формуламен табылады:
S(x)= dx
Мысалдар:1. y= , y=x2 параболамен шектелген G аймағының ауданын табу керек.
Шешуі теңдеулер жүйесін , осы қисықтардың (0;0) және (1;1) қиылысу нүктелерін табамыз. [0;1] кесіндісінде ≥х2 орындалатын болғандықтан
S(G)= dx= - = - =
4сурет. Фигураның ауданы.
y=lnx және y= x қисықтарымен шектелген фигураның ауданын табыңдар.
Шешуі. Қисықтардың қиылысу нүктелерін табамыз: М1(1,0),М2(е,1)
S(x)= dxформуласын қолданамыз. S= dx
xdx= =x
xdx= =x =xlnx-x+С Сонда
= =(xlnx-x) - (x +2x) =elne-e+1-(e )+2=3-e
3.y=2x-x2параболасы және у=-xтүзумен шектелген фигураның ауданын табыңдар.
Шешуі : Параболаның теудеуін қарастырайық:
y= -x2+2x y=-(x2-2x+1)+1 y-1=(x-1)2
Бұл параболаның төбесі (1,1) нүктесінде және ол х=1 түзуі бойынша симметриялы орналасқан.Берілген параболаның және түзудің графигін салайық. Парабола мен түзудің теңдеулерін біріктіріп шешіп , А мен В нүктелерінің абсциссаларын табайық:
3x-x2=0 x(3-x)=0. x1 =0. x2=3
S= = dx= - ) = - = (кв.бірлік)
4.y=x2 параболасы және y=3-x түзуімен шектелген фигураның ауданын табыңдар.
Шешуі . Парабола мен түзудің теңдеулерін біріктіріп шешіп,қиылысу нүктелерінің абсциссаларын табайық:
=3-x, x2+x-3=0, x1 1.3,x2
S= dx=(3x- ) =3*1,3- - -(3*(-2.3)- )=7,84
5. у=х2-3х+5 және у=3 сызықтарымен шектелген дененің ауданын табыңдар.
Шешуі : Парабола мен түзудің теңдеулерін біріктіріп шешіп,қиылысу нүктелерінің абсцисаларын табайық:
= , (x-1)(x-2)=0, x1=1,x2=2
Cонда
S= = dx=( - ) = - =
Қисық доғаның ұзындығы
Жазықтықта y=f(x) , x€[a,b] үзіліссіз дифференциалданатын функцияның графигімен берілген ұштары А және В нүктелерінде болатын Lқисығын қарастырайық. Осы қисықты n бөлікке бөлеміз. М1, М2,,,,,,,, Мn-1, Мn нүктелерінің координаталары (х1,у1)
Төбелері таңдап алынған нүктелерде жататын L қисығына іштей сызылған сынықтың ұзындығын Ln деп белгілейміз.
Ln= +
қосындысының шегі L қисығының ұзындығы деп аталады.
Теорема. Түзуленетін y=f(x) функциясының [a,b] – да үзіліссіз дифференционалданатын графигі және оның ұзындығы мына формула арқылы анықталады:
l(L)= 2dx
мысалдар:
1.x=( cost+2tsint (0 t≤ )
Осы сызық доғасының ұзындығын табыңдар.
Шешуі: l= dt немесе l= dt
Формулаларын қолданамыз.
= 2tsint+( cost+2cost-2tsint) = cost
=-2tcost-(2- )sint+2sint+2tcost= sint
+( )= =
Сонымен, l= = =
2.y= қисығының координат бас нүктесінен В(4,8) нүктесінің арасындағы доғаның ұзындығын табыңдар.
Шешуі: Қисықтың теңдеуінен у1= табамыз. Сонда
l = xdx= d( )= (1+ = (10 -1)
l=ln (0≤x≤ ) теңдеуімен берілген қисықтың ұзындығые табыңдар.
Шешуі : Қисықтың теңдеуінен у1= табамыз. Сонда
l = dx= dx= )dx=(-x+ln ) = - +ln3
y=1-lncosx (0≤x≤ ) теңдеуімен берілген қисықтың ұзындығын табыңдар.
Шешуі:
l= dx= 2dx= 2dx= dx= dx=
t gx =tg -tg0=
2.3.3.Айналу денесінің көлемі
Кеңістікте Т денесі және Ох өсі берілген. Осы Т денесіне х нүктесінен өтетін Ох өсіне перпендикуляр қима жүргіземіз. Оның ауданын Ǫ(x)деп белгілейік.
Т денесінің Ох өсіндегі проекциясы [a.b] кесіндісі болсын,яғни у=Ǫ(x)функциясы осы кесіндіде анықталған. Осы Ǫ(x) функциясын [a.b] кесіндісінде үзіліссіз функция деп есептейміз.
Т денесі [a.b] кесіндісінде анықталған y=f(x) үзіліссіз функциясымен берілген қисық сызықты трапецияның Ох өсінен айналуынан шыққан дене болсын. Дөңгелектің ауданы
Ǫ(x)=πf(x)2 формуласымен табылады, мұндағы f(x) дөңгелектің радиусы. Пайда болған айналу денесінің көлемі мына қатыспен анықталады:
V(T)=π (x)dx
2.3.4. Айналу бетінің ауданы
Үзіліссіз дифференциалданатын y=f(x),(x€[a,b] және f(x)≥0) функциясының графигі Ох өсінен айналсын. Пайда болған Н- айналу бетінің ауданы
S(H)=2π )2 dx
формуласымен табылады.
Өзін-өзі тексеруге арналған сұрақтар
Анықталған интегралды қолданып аудандарды есептеу
Қисық доғасының ұзындығын есептеу
Айналу денесінің көлемін есептеу
Айналу бетінің ауданын есептеу
Жаттығулар
Берілген қисықтармен шектелген фигураның ауданын есептеңдар
|
1.
|
y= ,y=x3
|
2.
|
y=x2,y=3-2x
|
3.
|
y=x3,x=1,x=3
|
4.
|
y=x2-3,y+3x-4=0
|
Берілген қисықтың доғасының ұзындығын есептеңдер
|
1.
|
y2=(x+3)3,x=4
|
2.
|
+ =
|
3.
|
y=ln(1-x2),x= ,x=
|
4.
|
x= , y=0,y=3
|
Көрсетілген координата өсін айналдыру арқылы берілген қисықтармен шектелген фигураның айналуынан пайда болған дененің көлемін есептеңдер
|
1.
|
y=sinx,y=0 (0 ) Ox
|
2.
|
y3=x2, y=1 Ox
|
3.
|
y2=(x-1)3,x=2,Ox
|
4.
|
y2=x, x2=y,Ox
|
Көрсетілген аралықта берілген қисықтың айналуынан пайда болған бетінің ауданын есептеңдер
|
1.
|
y=1-x2, y , Ox
|
2.
|
y=x3,(0 ),Ox
|
3.
|
y= , (-2 ),Ox
|
4.
|
y=sinx, (0 ), Ox
|
Деңгейлік тестік тапсырмалар
ТЕСТ 1
x=2-y+y2 және x=0 сызықтарымен шектелген фигураның ауданы
А) 3 B)4 C) D) E)
2.y=3x,y= , x=1, x=2 сызықтарымен шектелген фигураның ауданы
А) В) С) D) E)
3. y= x2 жәнеy=6x-x2 сызықтарымен шектелген фигураның ауданы
А) 16 B)14 C)12 D)10 E)8
4. y=x2,y=0,x=1,x=2 сызықтарымен шектелген фигураның ауданы
А) B) C) D) E)
5.y=sinx,y=0,x= ,x= сызықтарымен шектелген фигураның ауданы
А) B)1 C) D) E)
6.y= ,y=2 және у осі сызықтарымен шектелген фигураның ОУ осінен айналуынан пайда болған дененің көлемі неге тең?
А) B) C) D) E)
7. y=lnx,x=e және х осі сызықтарымен шектелген фигураның ОХ осінен айналуынан пайда болған дененің көлемі
А) (e-1) B) (e+1) C) D)3 E)
8. y=cosx,x= , х осі және у осімен шектелген ауданның х осінен айналуынан пайда болған дененің көлемі
А) B) C) D) E)
9. y=-x2 және y=x2-2 функцияларымен шектелген ауданның х осінен айналуынан пайда болған дененің көлемі
А) B) C) D) E)
10. y= параболасының мына екі нүктенің арасындағы доғаның ұзындығы:О(0,0) және
А( ; )
А) + ln( ) B) ln( ) C) +ln( ) D) E) - ln( )
Тест 2
1.y= ,y=0,x=1,x=0 сызықтарымен шектелген фигураның ауданы
А)1 B)е C)2е+1 D)е-1 E)
2. y=x2-4x+4 және y=x сызықтарымен шектелген фигураның ауданы
А)2 B)5 C)12 D) E)
3.y=x2-2x y=6x-x2 сызықтарымен шектелген фигураның ауданы
А) B) C) D) E)
4. y=x2 және y=x сызықтарымен шектелген фигураның ауданы
А) B) C) D) E)
5.y=x2-2x және y=-x2+2x сызықтарымен шектелген фигураның ауданы
А) B) C) D) E)
6.y=cosx және x= ,x= сызықтарымен шектелген ауданның х осінен айналуынан пайда болған дененің көлемі
А) B) C) D) E)
7.y=x2-2 және y=1 функцияларымен шектелген ауданның у осінен айналуынан пайда болған дененің көлемі
А) B) C) D) E)
8.y2=4-x және x=0 сызықтарымен шектелген, у осін айналуынан пайда болған дененің көлемі
А) B) C) D) E)
9.у2=4x параболасының мына екі нүкте арасындағы доғаның ұзындығы:
О(0,0) және А( )
А) +ln( +2) B) ln( ) C) D) E) + ln( )
10.y=x2параболасының мына екі нүкте арасындағы доғаның ұзындығы О(0,0) және А( )
А) +ln( +2) B) + ln( ) C) - ln( +3) D) E) - ln( )
Білімін тексеруге арналған қосымша тестік тапсырмалар:
1. dx
А) +2x+CB) C) D) +5x+CE) +5x+C
2. (x- )dx
A) x2 B) x2 C) x D) x E) x
3. dx
A) +C B) +C C) +C D) +C E) +C
4. dx
A)2ln +C B)ln +C C) 2x2+C D)2x-2+C E)2x-1+C
5. dx
A) x4+C B)5x4+C C)5x6 +C D) +C E) +C
6.
A) +C B) +C C) +C D) +C E)6x5+C
7.
A) arctgx+C B) arcctg +C C) arctg +C D) C E) +C
8. dx
A) C+x-e-x(x+1) B) + +arcsinx+C C) -x+arctgx+C D)C- (x+1) E) C- (x-1)
9. dx
A) 0.2(x3-8)5+C B)x4+x2+8x+C C) ( -8)6\5+C D) 5(x3-8)7\5+C E) 0.2(e+1)5
10. dx
A) arcsinx-2 +C B) arcsinx- +C C) arcsinx+ +C D) arcsinx+2 +C
E) - arcsinx+C
11. dx
A)ex+e-x+C B) ex-e-x+C C) e-x-ex+C D)2(ex+e-x)+C E) (ex+e-x)+C
12. (tgx)
A) x+C B) x+C C) x+C D) x+C E) x+C
13.
A) x+C B) x+C C) x+C D) x+C E) x+C
14. dx
A) 3* ln2+C B) * ln2+C C) +C D) ln2+C E) * +C
15. dx
A) +C B) +C C) +C D) E) +C
16.
A)C- B) C- C) C- D) C- E) C-
17.
A) +C B) 3 +C C) 2 3 D) +C E) +C
18. dx
A)3cosx+12x2+C B)-3cosx+x4+C C)3sinx+x4+C D)3cosx+x4+C E)-3cosx+12x2+C
19. dx
A) e3x-5+C B) 5e3x-5+C C) 3e3x-5+C D) e3x-5+C E) e3x-5+C
20.
A) +C B) +C C) +C D) +C E) +C
Қолданған әдебиеттер тізімі
Әбілқасымова А.Е және т.б. Алгебра және анализ бастамалары 11 сынып- Алматы
Гусев В.А, Мордкович А.Г Математика: Анықтама материалдар. Оқушыларға арналған кітап.
Анарбекова Ә, Бейсеков Ж, Назанов Ж. «Алгебрадан ҰБТ-ға дайындауға арналған әртүрлі деңгейдегі тест тапсырмаларының жинағы»
П.А.Ларичев, «Алгебра есептерінің жинағы»
Достарыңызбен бөлісу: