Námsgögn
Innskráning
Hleð efnisyfirliti...

Efnisyfirlit

  1. Formáli
    1. Inngangur
    2. 3.1 Hlutheildun
    3. 3.2 Heildi hornafalla
    4. 3.3 Innsetning með hornaföllum
    5. 3.4 Stofnbrotaliðun
    6. 3.5 Aðrar heildunaraðferðir
    7. 3.6 Töluleg heildun
    8. 3.7 Óeiginleg heildi
    9. Lykilhugtök
    10. Lykiljöfnur
    11. Meginatriði
    12. Yfirlitsverkefni
  2. A | Heildistafla
  3. B | Afleiðutafla
  4. C | Upprifjun fyrir stærðfræðigreiningu
  5. Atriðisorðaskrá

Bókin og glærur

PowerPoint-glærur
Stærðfræðigreining 2. bindi (IS)Kafli 33.4 Stofnbrotaliðun
33 Heildunaraðferðir

3.4 Stofnbrotaliðun

FYRRI KAFLI

3.3 Innsetning með hornaföllum

NÆSTI KAFLI

3.5 Aðrar heildunaraðferðir

3.4 Stofnbrotaliðun

Námsmarkmið

  • 3.4.1 Heilda rætt fall með stofnbrotaliðun.
  • 3.4.2 Þekkja einfalda línulega þætti í ræðu falli.
  • 3.4.3 Þekkja endurtekna línulega þætti í ræðu falli.
  • 3.4.4 Þekkja annars stigs þætti í ræðu falli.

Við höfum séð nokkrar aðferðir sem gera okkur kleift að heilda tiltekin ræð föll. Við vitum til dæmis að

∫duu=ln|u|+Cog∫duu2+a2=1atan−1(ua)+C.

Við höfum þó enn enga aðferð til að fást við hvaða kvóta af þessu tagi sem er. Því er ekki strax ljóst hvernig reikna eigi ∫3xx2−x−2dx. Af því efni sem þegar hefur verið fjallað um vitum við hins vegar að

∫(1x+1+2x−2)dx=ln|x+1|+2ln|x−2|+C.

Með því að samnefna brotin sjáum við raunar að

1x+1+2x−2=3xx2−x−2.

Þar af leiðandi er

∫3xx2−x−2dx=∫(1x+1+2x−2)dx.

Í þessum hluta skoðum við stofnbrotaliðun. Með henni má liða ræð föll í summur einfaldari ræðra falla sem auðveldara er að heilda. Með þessari aðferð getum við til dæmis endurritað segðina 3xx2−x−2 á forminu 1x+1+2x−2.

Lykillinn að stofnbrotaliðun er að geta séð fyrir hvaða form liðun ræða fallsins tekur. Eins og við munum sjá er formið fyrirsjáanlegt og ræðst að verulegu leyti af þáttun nefnara ræða fallsins. Einnig er afar mikilvægt að hafa í huga að aðeins má stofnbrotaliða rætt fall P(x)Q(x) ef deg(P(x))<deg(Q(x)). Þegar deg(P(x))≥deg(Q(x)), verðum við fyrst að beita langdeilingu og endurrita kvótann P(x)Q(x) á forminu A(x)+R(x)Q(x), þar sem deg(R(x))<deg(Q(x)). Síðan stofnbrotaliðum við R(x)Q(x). Eftirfarandi dæmi krefst ekki stofnbrotaliðunar en sýnir hvernig við förum að þegar heilda á ræð föll af forminu ∫P(x)Q(x)dx, þar sem deg(P(x))≥deg(Q(x)).

Dæmi 3.28

Heildun ∫ P ( x )/Q ( x ) d x , þegar deg ( P ( x ) ) ≥ deg ( Q ( x ) )

Reiknið ∫x2+3x+5x+1dx.

Lausn

Þar sem deg(x2+3x+5)≥deg(x+1), beitum við langdeilingu og fáum

x 2 + 3 x + 5 x + 1 = x + 2 + 3 x + 1 .

Því fæst

∫ x 2 + 3 x + 5 x + 1 d x = ∫ ( x + 2 + 3 x + 1 ) d x = 1 2 x 2 + 2 x + 3 ln | x + 1 | + C .

Margmiðlun

Á þessari vefsíðu má rifja upp langdeilingu margliða.

Sjálfspróf 3.17

Reiknið ∫x−3x+2dx.

Til að heilda ∫P(x)Q(x)dx, þar sem deg(P(x))<deg(Q(x)), verðum við að byrja á að þátta Q(x).

Einfaldir línulegir þættir

Ef þátta má Q(x) sem (a1x+b1)(a2x+b2)…(anx+bn), þar sem allir línulegu þættirnir eru ólíkir, má finna fasta A1,A2,…An þannig að

P(x)Q(x)=A1a1x+b1+A2a2x+b2+⋯+Ananx+bn.

Sönnun þess að slíkir fastar séu til er utan við efni þessa námskeiðs.

Í næsta dæmi sjáum við hvernig stofnbrot eru notuð til að heilda rætt fall af þessu tagi.

Dæmi 3.29

Stofnbrot með einföldum línulegum þáttum

Reiknið ∫3x+2x3−x2−2xdx.

Lausn

Þar sem deg(3x+2)<deg(x3−x2−2x), byrjum við á að þátta nefnara 3x+2x3−x2−2x. Við sjáum að x3−x2−2x=x(x−2)(x+1). Því eru til fastar A, B, og C þannig að

3 x + 2 x ( x − 2 ) ( x + 1 ) = A x + B x − 2 + C x + 1 .

Nú verðum við að finna þessa fasta. Við byrjum á að samnefna brotin í hægri hliðinni. Þá fæst

3 x + 2 x ( x − 2 ) ( x + 1 ) = A ( x − 2 ) ( x + 1 ) + B x ( x + 1 ) + C x ( x − 2 ) x ( x − 2 ) ( x + 1 ) .

Nú látum við teljarana vera jafna og fáum

3 x + 2 = A ( x − 2 ) ( x + 1 ) + B x ( x + 1 ) + C x ( x − 2 ) .
(3.8)

Tvær ólíkar aðferðir má nota til að finna stuðlana A, B, og C. Við köllum þær stuðlasamanburð og markvissa innsetningu.

Regla: Stuðlasamanburður

Endurritið jöfnu 3.8 á forminu

3x+2=(A+B+C)x2+(−A+B−2C)x+(−2A).

Með stuðlasamanburði fæst jöfnuhneppið

A+B+C=0−A+B−2C=3−2A=2.

Til að leysa jöfnuhneppið tökum við fyrst eftir að −2A=2⇒A=−1. Ef þetta gildi er sett inn í fyrstu tvær jöfnurnar fæst jöfnuhneppið

B+C=1B−2C=2.

Ef seinni jafnan er margfölduð með −1 og jafnan sem fæst lögð við þá fyrri fæst

−3C=1,

sem gefur C=−13. Ef þetta gildi er sett inn í jöfnuna B+C=1 fæst B=43. Lausn jöfnuhneppisins er því A=−1, B=43, og C=−13.

Mikilvægt er að taka fram að jöfnuhneppið sem þessi aðferð gefur er leysanlegt þá og því aðeins að liðunin hafi verið sett rétt fram. Ef jöfnuhneppið er ósamkvæmt er villa í liðunaruppsetningunni.

Regla: Markviss innsetning

Markviss innsetning byggist á þeirri forsendu að liðunin hafi verið sett rétt fram. Ef það hefur verið gert verða að vera til gildi A, B, og C sem uppfylla jöfnu 3.8 fyrir öll gildi x. Jafnan verður með öðrum orðum að gilda fyrir sérhvert það gildi x sem við setjum inn. Með því að velja gildi x af kostgæfni og setja þau inn í jöfnuna getum við því fundið A, B, og C á auðveldan hátt. Ef x=0, er til dæmis sett inn einfaldast jafnan í 2=A(−2)(1). Þegar leyst er fyrir A fæst A=−1. Næst, þegar x=2, einfaldast jafnan í 8=B(2)(3), eða jafngilt B=4/3. Að lokum setjum við x=−1 inn í jöfnuna og fáum −1=C(−1)(−3). Þegar leyst er fæst C=−13.

Hafa þarf í huga að ef reynt er að nota þessa aðferð þegar liðunin hefur ekki verið sett rétt fram er engu að síður hægt að finna gildi fastanna, en þau hafa þá enga merkingu. Ef markviss innsetning er notuð er því skynsamlegt að sannreyna niðurstöðuna með því að samnefna liðina aftur.

Nú þegar við höfum fundið gildi A, B, og C, endurritum við upphaflega heildið:

∫ 3 x + 2 x 3 − x 2 − 2 x d x = ∫ ( − 1 x + 4 3 · 1 ( x − 2 ) − 1 3 · 1 ( x + 1 ) ) d x .

Þegar heildið er reiknað fæst

∫ 3 x + 2 x 3 − x 2 − 2 x d x = − ln | x | + 4 3 ln | x − 2 | − 1 3 ln | x + 1 | + C .

Í næsta dæmi heildum við rætt fall þar sem stig teljarans er ekki lægra en stig nefnarans.

Dæmi 3.30

Deilt áður en stofnbrotaliðun er beitt

Reiknið ∫x2+3x+1x2−4dx.

Lausn

Þar sem stig(x2+3x+1)≥stig(x2−4), verðum við að langdeila margliðunum. Við það fæst

x 2 + 3 x + 1 x 2 − 4 = 1 + 3 x + 5 x 2 − 4 .

Næst stofnbrotaliðum við 3x+5x2−4=3x+5(x+2)(x−2). Við höfum

3 x + 5 ( x − 2 ) ( x + 2 ) = A x − 2 + B x + 2 .

Því fæst

3 x + 5 = A ( x + 2 ) + B ( x − 2 ) .

Þegar leyst er fyrir A og B með hvorri aðferðinni sem er fæst A=11/4 og B=1/4.

Þegar upphaflega heildið er endurritað fæst

∫ x 2 + 3 x + 1 x 2 − 4 d x = ∫ ( 1 + 11 4 · 1 x − 2 + 1 4 · 1 x + 2 ) d x .

Þegar heildið er reiknað fæst

∫ x 2 + 3 x + 1 x 2 − 4 d x = x + 11 4 ln | x − 2 | + 1 4 ln | x + 2 | + C .

Eins og næsta dæmi sýnir má stundum beita stofnbrotaliðun á fall sem er ekki rætt. Bragðið er að breyta fallinu í rætt fall með innsetningu.

Dæmi 3.31

Stofnbrotaliðun beitt eftir innsetningu

Reiknið ∫cosxsin2x−sinxdx.

Lausn

Byrjum á að setja u=sinx. Þar af leiðandi er du=cosxdx. Eftir þessar innsetningar fæst

∫ cos x sin 2 x − sin x d x = ∫ d u u 2 − u = ∫ d u u ( u − 1 ) .

Með stofnbrotaliðun á 1/u(u−1) fæst 1u(u−1)=−1u+1u−1.

Því fæst

∫ cos x sin 2 x − sin x d x = − ln | u | + ln | u − 1 | + C = − ln | sin x | + ln | sin x − 1 | + C .

Sjálfspróf 3.18

Reiknið ∫x+1(x+3)(x−2)dx.

Endurteknir línulegir þættir

Í sumum verkefnum þurfum við að heilda ræðar segðir sem hafa nefnara með endurteknum línulegum þáttum, það er ræð föll sem hafa að minnsta kosti einn þátt af forminu (ax+b)n, þar sem n er jákvæð heiltala sem er að minnsta kosti 2. Ef nefnarinn inniheldur endurtekna línulega þáttinn (ax+b)n, verður liðunin að innihalda

A1ax+b+A2(ax+b)2+⋯+An(ax+b)n.

Eins og næsta dæmi sýnir er grunnaðferðin við að finna stuðlana sú sama, en meiri algebru þarf til að ákvarða teljara stofnbrotanna.

Dæmi 3.32

Stofnbrot með endurteknum línulegum þáttum

Reiknið ∫x−2(2x−1)2(x−1)dx.

Lausn

Við höfum stig(x−2)<stig((2x−1)2(x−1)), og getum því stofnbrotaliðað. Þar sem (2x−1)2 er endurtekinn línulegur þáttur þarf A2x−1+B(2x−1)2 að koma fyrir í liðuninni. Því fæst

x − 2 ( 2 x − 1 ) 2 ( x − 1 ) = A 2 x − 1 + B ( 2 x − 1 ) 2 + C x − 1 .

Eftir að brotin hafa verið samnefnd og teljararnir látnir vera jafnir fæst

x − 2 = A ( 2 x − 1 ) ( x − 1 ) + B ( x − 1 ) + C ( 2 x − 1 ) 2 .
(3.9)

Síðan notum við stuðlasamanburð til að finna gildi A, B, og C.

x − 2 = ( 2 A + 4 C ) x 2 + ( −3 A + B − 4 C ) x + ( A − B + C ) .

Stuðlasamanburður gefur 2A+4C=0, −3A+B−4C=1, og A−B+C=−2. Lausn þessa jöfnuhneppis er A=2, B=3, og C=−1.

Einnig má nota markvissa innsetningu. Þegar x=1 og x=1/2 eru sett inn í jöfnu 3.9 fást auðveldlega gildin B=3 og C=−1. Nú kann að virðast sem engin hentug gildi x, séu eftir. Við höfum hins vegar þegar fundið gildi B og C, og getum því sett þau inn og valið hvaða gildi x sem er sem ekki hefur þegar verið notað. Gildið x=0 hentar vel. Þá fæst jafnan −2=A(−1)(−1)+3(−1)+(−1)(−1)2 eða jafngilt A=2.

Nú þegar við höfum fundið gildi A, B, og C, endurritum við upphaflega heildið og reiknum það:

∫ x − 2 ( 2 x − 1 ) 2 ( x − 1 ) d x = ∫ ( 2 2 x − 1 + 3 ( 2 x − 1 ) 2 − 1 x − 1 ) d x = ln | 2 x − 1 | − 3 2 ( 2 x − 1 ) − ln | x − 1 | + C .

Sjálfspróf 3.19

Setjið fram stofnbrotaliðun fyrir ∫x+2(x+3)3(x−4)2dx. (Ekki ákvarða stuðlana eða ljúka heilduninni.)

Almenna aðferðin

Nú þegar við sjáum betur hvernig stofnbrotaliðun virkar skulum við draga grunnaðferðina saman í eftirfarandi lausnarleið.

Lausnarleið

Stofnbrotaliðun

Notið eftirfarandi skref til að stofnbrotaliða ræða fallið P(x)/Q(x),

  1. Gangið úr skugga um að stig(P(x))<stig(Q(x)). Ef svo er ekki skal langdeila margliðunum.
  2. Þáttið Q(x) í margfeldi línulegra og núllstöðvalausra annars stigs þátta. Núllstöðvalaus annars stigs margliða hefur engar raunnúllstöðvar.
  3. Að því gefnu að deg(P(x))<deg(Q(x)), ákvarða þættir Q(x) form liðunarinnar P(x)/Q(x). Ef þátta má
    1. Q(x) sem (a1x+b1)(a2x+b2)…(anx+bn), þar sem allir línulegu þættirnir eru ólíkir, má finna fasta A1,A2,...An þannig að
      P(x)Q(x)=A1a1x+b1+A2a2x+b2+⋯+Ananx+bn.
    2. Ef
    3. Q(x) inniheldur endurtekna línulega þáttinn (ax+b)n, verður liðunin að innihalda
      A1ax+b+A2(ax+b)2+⋯+An(ax+b)n.
    4. Fyrir sérhvern núllstöðvalausan annars stigs þátt
    5. ax2+bx+c sem Q(x) inniheldur verður liðunin að innihalda
      Ax+Bax2+bx+c.
    6. Fyrir sérhvern endurtekinn núllstöðvalausan annars stigs þátt
    7. (ax2+bx+c)n, verður liðunin að innihalda
      A1x+B1ax2+bx+c+A2x+B2(ax2+bx+c)2+⋯+Anx+Bn(ax2+bx+c)n.
    8. Þegar rétt liðunarform hefur verið ákvarðað eru fastarnir fundnir. Að lokum er heildið endurritað á liðuðu formi og reiknað með aðferðum eða heildunarformúlum sem þegar hafa verið þróaðar.

Einfaldir annars stigs þættir

Skoðum nú heildun ræðrar segðar þar sem nefnarinn inniheldur núllstöðvalausan annars stigs þátt. Rifjum upp að annars stigs margliðan ax2+bx+c er óþáttanleg yfir rauntölunum ef ax2+bx+c=0 hefur engar raunnúllstöðvar, það er ef b2−4ac<0.

Dæmi 3.33

Ræðar segðir með núllstöðvalausum annars stigs þætti

Reiknið ∫2x−3x3+xdx.

Lausn

Þar sem deg(2x−3)<deg(x3+x), þáttum við nefnarann og stofnbrotaliðum. Þar sem x3+x=x(x2+1) inniheldur núllstöðvalausa annars stigs þáttinn x2+1, þarf liðurinn Ax+Bx2+1 að koma fyrir í liðuninni ásamt Cx fyrir línulega þáttinn x. Liðunin er því á forminu

2 x − 3 x ( x 2 + 1 ) = A x + B x 2 + 1 + C x .

Eftir að brotin hafa verið samnefnd og teljararnir látnir vera jafnir fæst jafnan

2 x − 3 = ( A x + B ) x + C ( x 2 + 1 ) .

Þegar leyst er fyrir A,B, og C, fæst A=3, B=2, og C=−3.

Því fæst

2 x − 3 x 3 + x = 3 x + 2 x 2 + 1 − 3 x .

Þegar sett er aftur inn í heildið fæst

∫ 2 x − 3 x 3 + x d x = ∫ ( 3 x + 2 x 2 + 1 − 3 x ) d x = 3 ∫ x x 2 + 1 d x + 2 ∫ 1 x 2 + 1 d x − 3 ∫ 1 x d x Skiptum heildinu í liði. = 3 2 ln | x 2 + 1 | + 2 tan −1 x − 3 ln | x | + C . Reiknum hvert heildi.

Athugið: Við megum endurrita ln|x2+1|=ln(x2+1), ef við viljum, því x2+1>0.

Dæmi 3.34

Stofnbrot með núllstöðvalausum annars stigs þætti

Reiknið ∫dxx3−8.

Lausn

Við byrjum á að þátta x3−8=(x−2)(x2+2x+4). Við sjáum að annars stigs þátturinn x2+2x+4 er núllstöðvalaus, því 22−4(1)(4)=−12<0. Með liðunarforminu úr lausnarleiðinni fæst

1 ( x − 2 ) ( x 2 + 2 x + 4 ) = A x − 2 + B x + C x 2 + 2 x + 4 .

Eftir að brotin hafa verið samnefnd og teljararnir látnir vera jafnir fæst

1 = A ( x 2 + 2 x + 4 ) + ( B x + C ) ( x − 2 ) .

Með hvorri aðferðinni sem er fæst A=112,B=−112,ogC=−13.

Með því að endurrita ∫dxx3−8, fæst

∫ d x x 3 − 8 = 1 12 ∫ 1 x − 2 d x − 1 12 ∫ x + 4 x 2 + 2 x + 4 d x .

Við sjáum að

∫1x−2dx=ln|x−2|+C, en ∫x+4x2+2x+4dx krefst aðeins meiri vinnu. Byrjum á að fylla í ferninginn í x2+2x+4 og fá

x 2 + 2 x + 4 = ( x + 1 ) 2 + 3 .

Setjum u=x+1; þá er du=dx, þannig að

∫ x + 4 x 2 + 2 x + 4 d x = ∫ x + 4 ( x + 1 ) 2 + 3 d x Fyllum í ferninginn í nefnaranum. = ∫ u + 3 u 2 + 3 d u Setjum inn u = x + 1 , x = u − 1 , og d u = d x . = ∫ u u 2 + 3 d u + ∫ 3 u 2 + 3 d u Skiptum teljaranum í liði. = 1 2 ln | u 2 + 3 | + 3 3 tan −1 u 3 + C Reiknum hvert heildi. = 1 2 ln | x 2 + 2 x + 4 | + 3 tan −1 ( x + 1 3 ) + C . Endurritum með x og einföldum.

Þegar sett er aftur inn í upphaflega heildið og einfaldað fæst

∫ ​ d x x 3 − 8 = 1 12 ln | x − 2 | − 1 24 ln | x 2 + 2 x + 4 | − 3 12 tan −1 ( x + 1 3 ) + C .

Hér getum við aftur sleppt algildismerkjunum ef við viljum, því x2+2x+4>0 fyrir öll x.

Dæmi 3.35

Rúmmál fundið

Finnið rúmmál snúðsins sem myndast þegar svæðinu sem afmarkast af grafi f(x)=x2(x2+1)2 og x-ásnum á bilinu [0,1] er snúið um y-ásinn.

Lausn

Byrjum á að teikna svæðið sem á að snúa (sjá mynd 3.11). Af teikningunni sjáum við að hylkjaaðferðin hentar vel til að leysa verkefnið.

Myndin sýnir graf fallsins f(x) = x²/(x² + 1)². Ferillinn liggur ofan x-ássins. Hann er minnkandi í öðrum fjórðungi, sker ásana í upphafspunktinum og er vaxandi í fyrsta fjórðungi. Svæðið undir ferlinum milli x = 0 og x = 1 er skyggt.
Mynd 3.11. Við getum notað hylkjaaðferðina til að finna rúmmál snúðsins sem fæst þegar sýnda svæðinu er snúið um y-ásinn.

Rúmmálið er

V = 2 π ∫ 0 1 x · x 2 ( x 2 + 1 ) 2 d x = 2 π ∫ 0 1 x 3 ( x 2 + 1 ) 2 d x .

Þar sem deg((x2+1)2)=4>3=deg(x3), getum við stofnbrotaliðað. Takið eftir að (x2+1)2 er endurtekinn núllstöðvalaus annars stigs þáttur. Með liðunarforminu úr lausnarleiðinni fæst

x 3 ( x 2 + 1 ) 2 = A x + B x 2 + 1 + C x + D ( x 2 + 1 ) 2 .

Með því að samnefna brotin og láta teljarana vera jafna fæst

x 3 = ( A x + B ) ( x 2 + 1 ) + C x + D .

Þegar leyst er fæst A=1, B=0, C=−1, og D=0. Þegar sett er aftur inn í heildið fæst

V = 2 π ∫ 0 1 x 3 ( x 2 + 1 ) 2 d x = 2 π ∫ 0 1 ( x x 2 + 1 − x ( x 2 + 1 ) 2 ) d x = 2 π ( 1 2 ln ( x 2 + 1 ) + 1 2 · 1 x 2 + 1 ) | 0 1 = π ( ln 2 − 1 2 ) .

Sjálfspróf 3.20

Setjið fram stofnbrotaliðun fyrir ∫x2+3x+1(x+2)(x−3)2(x2+4)2dx.

Æfingar úr hluta 3.4

Skrifið ræða fallið sem summu eða mismun tveggja einfaldari ræðra segða.

182.

1 ( x − 3 ) ( x − 2 )

183.

x 2 + 1 x ( x + 1 ) ( x + 2 )

184.

1 x 3 − x

185.

3 x + 1 x 2

186.

3x2x2+1 (Ábending: Notið langdeilingu fyrst.)

187.

2 x 4 x 2 − 2 x

188.

1 ( x − 1 ) ( x 2 + 1 )

189.

1 x 2 ( x − 1 )

190.

x x 2 − 4

191.

1 x ( x − 1 ) ( x − 2 ) ( x − 3 )

192.

1 x 4 − 1 = 1 ( x + 1 ) ( x − 1 ) ( x 2 + 1 )

193.

3 x 2 x 3 − 1 = 3 x 2 ( x − 1 ) ( x 2 + x + 1 )

194.

2 x ( x + 2 ) 2

195.

3 x 4 + x 3 + 20 x 2 + 3 x + 31 ( x + 1 ) ( x 2 + 4 ) 2

Notið stofnbrotaliðun til að reikna eftirfarandi heildi.

196.

∫ d x ( x − 3 ) ( x − 2 )

197.

∫ 3 x x 2 + 2 x − 8 d x

198.

∫ d x x 3 − x

199.

∫ x x 2 − 4 d x

200.

∫ d x x ( x − 1 ) ( x − 2 ) ( x − 3 )

201.

∫ 2 x 2 + 4 x + 22 x 2 + 2 x + 10 d x

202.

∫ d x x 2 − 5 x + 6

203.

∫ 2 − x x 2 + x d x

204.

∫ 2 x 2 − x − 6 d x

205.

∫ d x x 3 − 2 x 2 − 4 x + 8

206.

∫ d x x 4 − 10 x 2 + 9

Reiknið eftirfarandi heildi, sem hafa núllstöðvalausa annars stigs þætti.

207.

∫ 2 ( x − 4 ) ( x 2 + 2 x + 6 ) d x

208.

∫ x 2 x 3 − x 2 + 4 x − 4 d x

209.

∫ x 3 + 6 x 2 + 3 x + 6 x 3 + 2 x 2 d x

210.

∫ x ( x − 1 ) ( x 2 + 2 x + 2 ) 2 d x

Notið stofnbrotaliðun til að reikna eftirfarandi heildi.

211.

∫ 3 x + 4 ( x 2 + 4 ) ( 3 − x ) d x

212.

∫ 2 ( x + 2 ) 2 ( 2 − x ) d x

213.

∫3x+4x3−2x−4dx (Ábending: Notið setninguna um ræðar núllstöðvar.)

Notið innsetningu til að breyta heildunum í heildi ræðra falla. Notið síðan stofnbrotaliðun til að reikna heildin.

214.

∫01ex36−e2xdx (Gefið nákvæmt svar og tugabrotsnálgun þess. Námundið að fimm aukastöfum.)

215.

∫ e x e 2 x − e x d x

216.

∫ sin x d x 1 − cos 2 x

217.

∫ sin x cos 2 x + cos x − 6 d x

218.

∫ 1 − x 1 + x d x

219.

∫ d t ( e t − e − t ) 2

220.

∫ 1 + e x 1 − e x d x

221.

∫ d x 1 + x + 1

222.

∫ d x x + x 4

223.

∫ cos x sin x ( 1 − sin x ) d x

224.

∫ e x ( e 2 x − 4 ) 2 d x

225.

∫ 1 2 1 x 2 4 − x 2 d x

226.

∫ 1 2 + e − x d x

227.

∫ 1 1 + e x d x

Notið gefnu innsetninguna til að breyta heildinu í heildi ræða falls og reiknið það síðan.

228.

∫ 1 t − t 3 d t t = x 3

229.

∫ 1 x + x 3 d x ; x = u 6

230.

Teiknið ferilinn y=x1+x á bilinu [0,5]. Finnið síðan flatarmál svæðisins sem afmarkast af ferlinum, x-ásnum og línunni x=4.

Myndin sýnir graf fallsins y = x/(1 + x). Grafið liggur eingöngu í fyrsta fjórðungi. Það hefst í upphafspunktinum og hækkar inn í fyrsta fjórðung. Ferillinn endar við x = 5.
231.

Finnið rúmmál snúðsins sem myndast þegar svæðinu sem afmarkast af y=1/x(3−x), y=0, x=1, og x=2 er snúið um x-ásinn.

232.

Hraði agnar sem hreyfist eftir línu er gefinn sem fall af tíma með v(t)=88t2t2+1. Finnið vegalengdina sem ögnin hefur farið þegar t=5.

Leysið upphafsgildisverkefnið fyrir x sem fall af t.

233.

( t 2 − 7 t + 12 ) d x d t = 1 , ( t > 4 , x ( 5 ) = 0 )

234.

( t + 5 ) d x d t = x 2 + 1 , t > − 5 , x ( 1 ) = tan 1

235.

( 2 t 3 − 2 t 2 + t − 1 ) d x d t = 3 , x ( 2 ) = 0

236.

Finnið x-hnit þungamiðju svæðisins sem afmarkast af

y(x2−9)=1, y=0,x=4,ogx=5. (Námundið svarið að tveimur aukastöfum.)

237.

Finnið rúmmálið sem myndast þegar svæðinu sem afmarkast af y=1x3+7x2+6x,x=1,x=7,ogy=0 er snúið um y-ásinn.

238.

Finnið flatarmálið sem afmarkast af y=x−12x2−8x−20, y=0,x=2,ogx=4. (Námundið svarið að næsta hundraðshluta.)

239.

Reiknið heildið ∫dxx3+1.

Í eftirfarandi verkefnum skal nota innsetningarnar tan(x2)=t, dx=21+t2dt, sinx=2t1+t2, og cosx=1−t21+t2.

240.

∫ d x 3 − 5 sin x

241.

Finnið flatarmálið undir ferlinum y=11+sinx milli x=0 og x=π. (Gerið ráð fyrir að lengdir séu mældar í tommum.)

242.

Út frá tan(x2)=t, skal leiða út formúlurnar dx=21+t2dt, sinx=2t1+t2, og cosx=1−t21+t2.

243.

Reiknið ∫x−83xdx.

Námsgögn.is þýðing á efni frá OpenStax. Frítt frumrit: https://openstax.org/books/calculus-volume-2/pages/1-introduction Leyfi upprunabókar: CC BY-NC-SA 4.0. Námsgögn er sjálfstætt verkefni; OpenStax hvorki styður né vottar þýðinguna.

FYRRI KAFLI

3.3 Innsetning með hornaföllum

NÆSTI KAFLI

3.5 Aðrar heildunaraðferðir