Основная задача дифференциального исчисления – отыскание производной заданной функции. Однако имеется обратная задача: по данной найти , производная которой равна , .
Лемма: Функция, производная которой на некотором промежутке равна нулю, является константой.
по т. Лагранжа
, .
Теорема. Если – первообразная для функции на некотором промежутке X, то любая другая первообразная имеет вид .
Определение. Если функция – первообразная для , то множество функций называется неопределенным интегралом от и обозначается: , где – подынтегральная функция, – подынтегральное выражение, x – переменная интегрирования.
Восстановление функции по ее производной или отыскание неопределенного интеграла называется интегрированием.
Свойства неопределённого интеграла:
Табличные интегралы:
Непосредственное интегрирование
Вычисление интеграла путем использования таблиц и основных свойств называется непосредственным интегрированием.
Примеры.
.
.
Метод подстановки. Интегрирование по частям
Если известно, что .
Это вытекает из правила дифференцирования сложной функции.
Примеры:
.
.
.
Интегрирование по частям
Нет формулы, выражающий интеграл от произведения функций через интеграл от сомножителей. Интеграл от элементарной функции не всегда является элементарной функцией.
Пусть имеются дифференцируемые функции и : или, интегрируя, получим: – формула интегрирования по частям.
При использовании формулы интегрирования по частям необходимо выбрать функцию, тогда оставшаяся часть будет дифференциалом функции , т.е. . Можно указать следующие случаи:
1. .
В этом случае последовательное дифференцирование уменьшает показатель до нуля. Наиболее простой случай, когда .
2.
В этом случае дифференцирование указанных функций обычно упрощает нахождение интеграла.
Примеры:
1)
2.)
3.)
4.)
, тогда
.