انتگرال نامعین (روش جز ‌به ‌جز)

آخرین ویرایش: 06 اسفند 1402
دسته‌بندی: انتگرال
امتیاز:

انتگرال گیری به روش جزء ‌به‌ جزء

اگر قضیه حاصل ضرب دو تابع را به کار بریم، داریم:

ddxu.v=udvdx+vdudx⇒udvdx=ddxu.v−vdudx

با انتگرال گیری از رابطه فوق نسبت x داریم:

⇒∫udvdx  dx=∫ddxu.v  dx−∫vdudx  dx

⇒∫udv=∫du.v−∫v  du

⇒∫u.dv=u.v−∫v.du

اگر ∫v.du قابل محاسبه باشد، آن‌گاه مطابق رابطه فوق  ∫u.dv محاسبه می‌شود.

استفاده از این روش به انتخاب صحیح u و v بستگی دارد.

این روش معمولا برای محاسبه انتگرال هایی که به‌صورت حاصل ضرب یک تابع جبری و مثلثاتی یا جبری و لگاریتمی و نمایی به‌کار می‌رود، مانند:

∫xn⋅cosx  dx 

∫xn⋅ex  dx  

∫xn⋅Lnx  dx

تذکر

گاهی اوقات انتگرال مورد نظر ما دارای یک قسمت جبری است، در این حالت دو ستون تشکیل می‌دهیم، از ستون اول آن‌قدر مشتق می‌گیریم تا صفر شود و از ستون دوم هم انتگرال می‌گیریم، سپس مانند نمونه زیر عمل می‌کنیم:(قسمت جبری معمولا کثیرالجمله‌ای می‌باشد.)

I=∫xsinx  dx

انتگرال                مشتق     

↓↓xsinx↘+1−cosx↘−0−sinx


I=−x⋅cosx+sinx+c

این روش وقتی مناسب است که انتگرال به‌صورت ∫pnx⋅αx  dx باشد که در آن pnx یک چندجمله‌ای از درجه n است و αx طوری است که به‌توان از آن n+1 بار انتگرال متوالی گرفت.  

تذکر

گاهی اوقات انتگرال مورد نظر ما دارای قسمت‌هایی است که با هر چند بار مشتق گیری از یکی از بخش‌هایش باز هم صفر نمی‌شود در این‌صورت باز هم دو ستون تشکیل می‌دهیم، از ستون اول مشتق و از ستون دوم انتگرال می‌گیریم.

توجه شود تا جایی عمل مشتق گیری از ستون اول را ادامه می‌دهیم تا با خط اول بدون احتساب ضریب، برابر شود.

این برابری را در ستون دوم که عمل انتگرال گیری شکل می‌گیرد باید در نظر گرفته شود.

I=∫ex⋅sinx  dx

انتگرال                 مشتق    

↓↓exsinx↘+ex−cosx↘−ex←+−sinx

توجه شود خط اول یعنی sinx بدون احتساب ضریب با خط سوم برابر است، پس عملیات را متوقف می‌کنیم. 

I=−excosx+exsinx−∫sinx.ex  dx     ;    I=∫sinx.ex  dx

⇒2I=exsinx−ex⋅cosx

⇒I=12exsinx−cosx

تمرین

انتگرال های زیر را محاسبه کنید.

I=∫Arctanxdx

∫u.dv=u.v−∫v.du

 u=Arctanx⇒du=11+x2dxdv=dx⇒∫dv=∫dx⇒v=x


I=∫Arctanxdx

⇒I=x.Arctanx−∫x.11+x2  dx

⇒I=x.Arctanx−I1     ;    A

⇒I=x⋅Arctanx−12Ln 1+x2+c

 A   :  I1=∫x1+x2  dx1+x2=u⇒2x⋅dx=du⇒dx=du2x

I1=∫xu⋅du2x=12∫1udu=12Lnu=12Ln1+x2

I=∫ex⋅sinxdx

∫u.dv=u.v−∫v.du

u=ex⇒du=exdxdv=sinxdx⇒∫dv=∫sinxdx⇒v=−cosx


I=∫ex⋅sinxdx

⇒I=−ex⋅cosx−∫−cosx⋅ex  dx

⇒I=−ex⋅cosx+∫ex⋅cosx  dx

⇒I=−ex⋅cosx+I1    ;    A

⇒I=−ex⋅cosx+ex⋅sinx−I

⇒2I=ex⋅sinx−ex⋅cosx

⇒I=12ex⋅sinx−ex⋅cosx+c

 A  :   I1=∫ex⋅cosx  dxu=ex⇒du=ex  dxdv=cosx  dx⇒∫dv=∫cosx  dx⇒v=sinx

I1=u.v−∫vdu=ex.sinx−∫ex.sinx  dx=ex⋅sinx−I

I=∫1x2.Lnxdx

∫u.dv=u.v−∫v.du

   u=Lnx⇒du=1xdxdv=1x2dx⇒∫dv=∫1x2.dx⇒v=−1x


I=∫1x2.Lnxdx

⇒I=−1x⋅Lnx−∫−1x1xdx

⇒I=−Lnxx+∫1x2dx⇒I=−Lnxx−1x+c

I=∫Lnxdx

u=Lnx⇒du=1x  dxdv=dx⇒∫dv=∫dx⇒v=x


I=u⋅v−∫v⋅du⇒I=x⋅Lnx−∫x⋅1xdx⇒I=x⋅Lnx−∫dx⇒I=x⋅Lnx−x+c

دریافت مثال

خرید پاسخ‌ها

انتگرال نامعین (روش جزء ‌به ‌جزء)

12,000تومان
خرید فایل PDF مثال ها و جواب ها

برای ارسال نظر وارد سایت شوید