ПРИМЕР 1. Подвести под дифференциал
.
РЕШЕНИЕ. Последовательно проведем следующие преобразования:
. Воспользуемся формулой
при
и получим окончательно
. Но тогда
.
Таким образом, операция подведения функции
под
дифференциал позволила вычислить интеграл.ПРИМЕР 2. Вычислить
.
РЕШЕНИЕ. Умножим и поделим подынтегральное выражение на число 3 и запишем
.
Применив формулу 4 таблицы интегралов при
, получим
.
ПРИМЕР 3. Проверить формулу 8 в таблице интегралов непосредственным вычислением интеграла.
РЕШЕНИЕ. Так как
, то, подведя под знак дифференциал
, придем к формуле 2 таблицы интегралов:
.
Рекомендуется аналогично проверить формулу 9.
В тех случаях, когда выбор функции
, подлежащей подведению под дифференциал, не является очевидным, следует осуществить поиск такой формулы, у которой подынтегральное выражение по структуре сходно с подынтегральным выражением вычисляемого интеграла; при этом должна быть обнаруженной и упомянутая
функция.
ПРИМЕР 4. Вычислить
.
РЕШЕНИЕ. Связь между функциями
и
может быть выражена в виде равенства
. Поэтому интеграл
имеет смысл представить в виде
и попытаться применить формулу 1 таблицы, понимая под функцией
основание степени
. "Сконструируем" дифференциал этого основания степени
в подынтегральном выражении, умножая и деля одновременно его на число
. Затем применим
формулу 1. В результате получим
.
ПРИМЕР 5. Вычислить
.
РЕШЕНИЕ. Снова выбор табличного интеграла, к которому попытаемся свести интеграл
, проведем по структуре подынтегрального выражения. Оно представляет собой дробь, знаменатель которой содержит квадратный корень разности положительного числа
и квадрата функции –
. Поэтому в таблице интегралов подходящей является формула 14. Учитывая равенство
,
получаем.
ПРИМЕР 6. Вычислить
.
РЕШЕНИЕ. Подводим под дифференциал
и используем формулу 15 таблицы интегралов:
.
Заметим, что интегралы
и
(без множителя
перед квадратным корнем в знаменателе) нельзя вычислить по формулам 14 и 15, поскольку
.
ПРИМЕР 7. Вычислить
.
РЕШЕНИЕ. Подынтегральная функция по структуре – дробь;
в числителе – показательная функция, производная ее – та же показательная функция с точностью до постоянного множителя; знаменатель есть сумма квадрата функции
, так как
, и положительного числа 3, которое можно представить в виде
. Эти соображения показывают, что следует применить формулу 12. Так как
, то будем иметь
.
Заметим, что формула 2 к рассматриваемому интегралу не
применима, так как дифференциал знаменателясконструировать в числителе нельзя.
Непосредственным интегрированием с помощью табличных интегралов можно найти не всякий интеграл, например
.
Для вычисления этого интеграла нужны другие соображения.Задача . Используя двойной интеграл, вычислить статический момент относительно оси Ox тонкой однородной пластинки, имеющей форму области D, ограниченной заданными линиями:
. Построить чертеж области интегрирования.
Вычислить работу силы
при перемещении точки приложения силы вдоль заданной кривой L:
от точки B до точки C, если значения параметра t в точках B и C заданы:
.
Задача. Дано векторное поле
и уравнение плоскости d: 3x + y + 2z – 3 = 0. Требуется:
найти поток поля
через плоскость треугольника АВС где А, В, и С – точки пересечения плоскости d с координатными осями, в направлении нормали плоскости, ориентированной «от начала координат»; построить чертеж пирамиды ОАВС, где О – начало координат; используя формулу Остроградского-Гаусса, вычислить поток поля
через полную поверхность пирамиды ОАВС в направлении внешней нормали.