background image

Pojęcia całki  - jest to działanie odwrotne do pochodnej. 

 

 

f x

x

x

F x

F x

x

x

C

( )

( ) ?

( )

5 2

6

5

3

3

6

2

       Obliczyć całkę to odpowiedzieć na pytanie jak wyglądała funkcja która ma taką pochodną.

      

   gdzie stała C może byc dowolną liczbą 

 
 

f x dx

F x

C

F x

f x

( )

( )

( )

( )

 

 
Wzory: 
 

1. 

xndx

xn

n

C

n

 

1

1

1

       dla       

 

 

2.           

gdy  x = -1  to  

1
x

dx

x C

ln| |

 

 
3.            Cf x dx

C f x dx

( )

( )

 

 
4.           

f x

g x dx

f x dx

g x dx

( )

( )

( )

( )

 

 

 

5.          

1

1

1

x

dx

x

dx C

ln(

)

 

 
 
Przykład: 

 

1

5 2

1

5 2

5

3

3

1

1
2

1

1
2

5
3

3

3
2

3
2

x

x

x dx

x

dx

x dx

xdx

x

x

x

C

x

x

x

C







 

 

 

 

ln| |

ln| |

 

 
 
Przykład: 

(

)

x

dx

xdx

dx

x

x

C

x

x C

 

 

1

1

2

2

0 1

0 1

2

2

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

Przykład: 
 

3 5

5

2

1

3

1
5

5

2

1

2



  

 

x

x

x

dx

dx

x dx

x

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

0 1

0 1

1
5

1

1

1
5

5

2 1

2 1

1
2

1

1
2

1

3

5
6

6
5

5 1

1 2

1
2

x

x

x

x

C

x

x

x

x

C

(

)

 

  

3

5
6

6
5 5 1 2

1
2

x

x

x

x

C

 

 
Przykład: 
 

1

1

1

1

1

x

dx

x

t

x

dx

dx

dt

 

                           podstawiamy    

        liczymy pochodną stronami:

                                             
                                                        

(

)

(

)

 

1

1

1

x

dx

dt

t C

x

dx C

 

1

t

ln| |

ln(

)

 

 
 
 
Przykład: 
 

1

3

2

3

2

3

3

x

dx

x

t

dx

dt

dx

dt

                           podstawiamy    

        liczymy pochodną stronami:

                                                      

                                                        

(

)

 

1

3

1
3

1

1
3

1
3

3

2

t

dt

t

dt

t C

x

C

 

 

ln| |

ln|

|

 

 
Przykład: 
 

 

3

5

3

5

3

3

x

dx

x

t

dx

dt

dx

dt

                           podstawiamy    

        liczymy pochodną stronami:

                                                      

                                                        

(

)

 

  

3

5

1
3

1
3

1
2

1
3

1
2

1

1
2

1

1
3

2
3

3
2

2
9

3
2

2
9

3

5

3
2

x

dx

dx

tdt

t dt

t

C

t

C

t

C

x

C

 

 

 

 

   

 

 

t

 

 

 

 

background image

Przykład: 
 

x

x

dx

x

t

x dx

dt

dx

dt

2

3 5

3 5

3 2

3





                           podstawiamy    

        liczymy pochodną stronami:

                                                      

                                                        x2

(

)

 

 

 

 

   

  



 

t

dt

t

t dt

t

C

t

C

x

C

1
3

1
2

1
3

1
2

1

1
2

1

1
3

2
3

2
3

2
9

3 5

3
2

 

 
Uproszczenia możliwe w obliczeniach: 
 
Uproszczenie 1.   
 
Wyprowadzenie: 
 
Rozwiążmy poniższy przykład: 
 

1

2

1

2

1

2

2

x

dx

x

t

dx

dt

dx

dt

                           podstawiamy    

        liczymy pochodną stronami:

                                                      

                                                        

(

)

 

 

1

2

1
2

2

1

t

dt

x

C

ln|

|

 

 
Uproszczenie 1.   
 
Końcowy wzór: 
 
 
Jeżeli w mianowniku jest funkcja a w liczniku jest pochodna tej funkcji to całka jest równa: 
 
 

 

 

 

ln| ( )|

f x

C

 

 
 

 

Przykład1: 

1

2

1

1
2

2

2

1

1
2

2

2

1

1
2

2

1

x

dx

x

dx

x

dx

x

C

 

 

  

ln|

|

 

 

 

Przykład2:  

1

2 5

1
2

2

2 5

1
2

2

2 5

1
2

2 5

x

dx

x

x

dx

x

x

dx

x

C





 





 

  

 

  

ln|

|

 

 
Uproszczenie 2.   

 

 
Wyprowadzenie: 

Rozwiążmy następujący przykład:         

dx

x

x

2 5 6

 

 

 
Nie możemy zastosować poznanych wcześniej wzorów. Stosujemy metodę rozkładu na ułamki proste. 
Sprowadzamy mianownik do postaci rozłożonej. 
 

background image

 

b

ac

2 4

25 24 1 

 

1

  

x1

5 1

2

3

 

 

 

x1

5 1

2

2

 

 

 

 

dx

x

x

dx

dx

x x

x x

dx

dx

x

x

dx

2 5 6

1

2

3

2

(

)(

)

(

)(

)

 

 
 

Gdyby wyrażenie:  

1

3

2

(

)(

)

x

x

   

 

można było przedstawić jako sumę dwu wyrażeń  

A

x

B

x

(

) (

)

3

2

 

 
to można by było zastosować znane już wzory. 
 
Zakładamy, że są takie wartości A i B które spełniają te wyrażenia. Dokonajmy więc przekształcenia takiej sumy 
wyrażeń: 
 

1

3

2

3

2

2

3

3

2

2

3

3

2

2

3

3

2

(

)(

)

(

) (

)

(

)

)

(

)(

)

(

)(

)

(

)

(

)(

)

x

x

A

x

B

x

A x

B( x

x

x

Ax

A Bx

B

x

x

x A B

A

B

x

x

 

 
czyli: 
 

1

3

2

2

3

3

2

(

)(

)

(

)

(

)(

)

x

x

x A B

A

B

x

x

 

 
Jeżeli strony równania są równe przy jednakowych mianownikach, więc liczniki są też równe. Możemy więc 
napisać: 
 

1

2

3

x A B

A

B

(

)

 

 
Obliczamy wartość A i B dla których równanie będzie prawdziwe. Aby „x” nie miał wpływu na wyrażenie musi 
być spełniony warunek :    

x(A+B) = 0 

 

 

będzie to zawsze spełnione gdy:   A + B = 0 
 
Przy takim warunku całe wyrażenie 

1

2

3

x A B

A

B

(

)

 będzie prawdziwe gdy  2A+3B = 1 

 
Możemy napisać układ równań z których wyliczymy wartość A i B : 
 

A B

A

B

0

2

3

1

           |  (-2)

 

 

 

 

2

2

0

2

3

1

0

1

1

A

A

B

B

B

 

 

A B
A
A

 
 

 

0

1 0

1

 

 
Całe nasze wyrażenie przybierze postać: 
 

dx

x

x

dx

x

dx

x

dx

x

dx

x

dx

x

x

C

(

)(

)

ln|

| ln|

|

 

 

3

2

1

3

1

2

1

3

1

2

3

2

 

 
Uproszczenie 2.   
 

background image

Końcowy wzór: 
 

dx

x

x

dx

x

x

C

(

)(

)

ln|

| ln|

|

 

 

 

3

2

3

2

 

 
 
 

Temat: 

Pojęcia całki  - część dalsza 

 
Wzory: 
 

e xdx

e x

C

 

 
 

sin

cos

xdx

x C

 

 

 
 

cos

sin

xdx

x C

 

 

tgxdx

x

x

dx

 

sin

cos

    

 

cos

sin

sin

x

t

xdx

dt

xdx

dt

 

               obl.  pochodną z obu stron

 

 

  

 

 

 

dt

t

x C

tgxdx

x C

ln|cos |

ln|cos |

 

 
 
 

f x g x dx

g x F x

F x g x dx

( ) ( )

( ) ( )

( ) ( )

 

 
 
Przykład: 
 

x e xdx

f x

e x

F x

e x

g x

x

g x

x

x e xdx

x e x

xe xdx

2

2

2

2

2

2

 

                                        -  mamy tu całkę z mnożenia

                     

    

    

                     

     

   

           -  mamy tu następną całkę z mnożenia,  postępujemy podobnie

( )

( )

( )

( )

 

                    

    

    

                     

     

   

f x

e x

F x

e x

g x

x

g x

( )

( )

( )

( )

1

 

 

 

 



 



 

x ex

xe xdx

x ex

xex

exdx

x ex

xex

ex

C

2

2

2

2

2

2

 

 

background image

Przykład: 
 

x

x dx

f x

x

F x

x

g x

x

g x

x

3

3

4

4

1

ln

( )

( )

( ) ln

( )

                                          -  mamy tu całkę z mnożenia

                     

    

    

                     

     

   

 

 

 

x

x

x

x

dx

x

x

x dx

x

x

x

C

4

4

4

4

1

4

4

1
4

3

4

4

1
4

4

4

ln

ln

ln

=

 

 
 
Przykład: 
  

ln

ln

ln

x dx

x dx

x dx

          -  nie mamy wzoru na taką całkę,  ale możemy ją zapisać jako:        

      =  

 

1

 

 

mamy więc całkę z mnożenia :      

 

Rozwiązujemy ją w znany sposób: 

    

                     

    

    

                     

     

   

1

1

1

1

ln

ln

( )

( )

( ) ln

( )

x dx

x dx

f x

F x

x

g x

x

g x

x

 

 

 

 

x

x

x

x

dx

x

x

dx

x

x x C

ln

ln

ln

1

=

 

 

 

 

 

x

x

x

x

dx

x

x

dx

x dx

x

x x C

ln

ln

ln

ln

1

=

 

 

 
 
 
 
Przykład: 
 

x

x dx

f x

x

F x

x

g x

x

g x

sin

( ) sin

( )

cos

( )

( )

                                          -  mamy tu całkę z mnożenia

                     

    

    

                     

     

   

 

1

 

  

 

 

  

x

x

x dx

x

x

xdx

x

x

x C

cos

( cos )

cos

cos

cos

sin

1

=

 

 
 
 

1

1

2

x

dx

arctgx C

   

 

 

Wzór do zapamiętania! 

 
 

background image

Co to jest arctg? 

tg

arctg

300

3

3

3

3

300

        

         

 

 

 

 

 

 

 

 

tg

arctg

450

1

1 450

        

         

 

 
Przykład: 
 

dx

x2 4

dx                         -  wykorzystamy powyższy wzór:

 

 
 

dx

x

dx

x

dx

x

x

t

 x= t

dx= dt

2

4

4

2

4

1

1
4

2

2

1

2

2
2







dx

dx

dx

                                                                                   

            |  2

                                                                                   
                                                                                  

 







1
4

2

2 1

1
2

2 1

1
2

2

dt

t

dt

t

arctg

x

C

dx

dx

 

 
 
Przykład: 
 

dx

x

dx

x

dx

x

x

t

dx

dt

dt

dt

t

arctg

x

C

2 2 5

2 2

5

1

2

5

2

1

2
5
2
5

5
2

5
2

2 1

5
2

2
5





 

 

 

 





 

dx =

1
5

dx  =

1
5

dx

                                                                                        

                                                                                        

                                                                                        dx =

1
5

dx

1
5

 

 

Matematyka. 

 

 

Ćwiczenia - Rozwiązywanie całek.. 

 
 
Przykład: 

3 2 5

7

1

3 2 5

7

1

1

x

x

x

x dx

x

xdx

dx

x

dx

x x dx

  







 

 

 

background image

 

3

3

3

5

2

2

7

3

2

3

2

3 5

2

2

7

2

3

3

2

x

x

x

x

x

C

x

x

x

x

x

C

ln| |

ln| |

 

 
Przykład: 

7 3 21

5

1

2

5

7 3

21

1
5

2 5

1
2

7 4

4

21

2

2

x

x

x

x

x

dx

x dx

xdx

x dx

x

x

x

x

C



 

 

 

 

 

 
 
Przykład: 

1

2

1

2

1

2

2

1

2

1
2

1
2

1
2

2

1

x

dx

x

t

dx

dt

dx

dt

t

dt

dt

t

t C

x

C

 

 

 

.

(

)

ln| |

ln|

|

                           podstawiamy   

             liczymy pochodną stronami:   

                                                 

                                                   

 

 
Przykład: 
 

6

5

7

6

6

5

7

5

7

5

6

1

5

6
5

1

6
5

6
5

5

7

x

dx

x

dx

x

t

dx

dt

t

dt

t

dt

t

C

x

C

 

 

 

       podstawiamy         

          liczymy pochodną stronami:

                                                                             5dx = dt

                                                                              

ln

ln|

|

 

 
Przykład: 
 

7

9

7

9

7

7

1
7

1
2

1
7

3

2

3

2

1
7

2

3

3

2

2

21

7

9

3

2

x

x

t

dx

dt

dx

dt

t dx

t

C

t

C

x

C

 

 

 

   

 

                             podstawiamy          

        liczymy  pochodną stronami

                                                                                   

                                                                                     

 

 
 
Przykład:
 

background image

1

2 3

9

1
2

1

3

9

1
2

3

9

3

3

x

dx

x

dx

x

t

dx

dt

dx

dt

 

          podstawiamy     

         liczymy pochodną stronami:

                                                                                           

                                                                                             

 

  

 

 

   

    

 

 

1
2

1

1
2

3

1
2

1
2

1
2

1
3

1
2

1

1
2

1

1
2

1
3

1
2

1
2

1
2

1
3

2
1

1
2

1
3

3

9

1
2

t

dt

t

dt

t

C

t

C

t

C

x

C

                  

 
 
 
Przykład: 

1

1

2

(

)(

)

..............................

x

x

dx

?????????????????????????????????? 

1
3

1

1

1
3

1

2

(

)

(

)

x

dx

x

dx

 

 

1
3

1

1
3

2

ln|

|

ln|

|

x

x

C

 

 

 
Przykład: 

2

1

2

6

5

36 20 16

4

1

6 4

2

1

2

6 4

2

5

2

1

2

6

5

2

1

1

5

2

1

1

5

2

1

5

2

5

1

1

5

x

x

x

dx

x

x

x

x

dx

x

x

x

dx

A x

x

dx

B

x

Ax

x

dx

B

x

Ax x

B x

x

x

dx

 

 

                   

        

                                      x

          

(

)(

)

( )

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)(

)

 

  

 

 

A x

Ax Bx B

x

x

B

A B

A

A

dx

x

dx

dx

x

dx

2 2 10

1

5

2

5

1

4

1

1
4

2

1
4

2

1
4

5

2

1
4

1

5

(

)(

)

??????????????????

............................................

    A

           dodajemy stronami

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _

         B

-

1
4

x - 1

-

1
4

1

x - 1

= -

1
4

ln|

|

ln|

|

x

x

C

 

 

1 2

1
4

5

 
 
 
 
 

background image

Przykład: 

dx

x

x

x

x

x

x

A

x

B

x

C

x

A x

x

B( x

x

C x

x

x

x

x

(

)(

)(

)

(

)(

)(

)

(

)(

)

)(

)

(

)(

)

(

)(

)(

)

1

1

2

1

1

1

2

1

1

2

1

2

1

2

1

1

1

1

2

 

 

 

 

A(x

x x

B( x

x x

C x

(x

)(x

)(x

)

(Ax

Ax

A

Bx

Bx

B

Cx

C

(x

)(x

)(x

)

Ax

Ax

A Bx

Bx

B Cx

C

(x

)(x

)(x

)

x

A B C

x A B

A

B C

(x

)(x

)(x

)

2

2

2

2

2

2

2 1

1

1

2

2

3

2

2

2

2

1

1

2

2

3

2

2

2

2

1

1

2

2

3

2

2

1

1

2

)

)

(

)

) (

) (

)

(

)

(

)

 
Jeżeli ułamki: 

1

1

1

2

2

3

2

2

1

1

2

(

)(

)(

)

(

)

(

)

x

x

x

x A B C

x A B

A

B C

(x

)(x

)(x

)

 

 

 
są równe to i liczniki tych ułamków są równe. Możemy więc napisać: 
 

x A B C

x A B

A

B C

2

3

2

2

1

(

)

(

)

 

 

 

 
Obliczamy wartość A, B, C 
 
 
  A +   B + C = 0 
3A +   B +  0 = 0 
2A - 2B  - C = 1 
______________ 
 
Z drugiego równania obliczamy B: 
 
B = -3A 
 
  A - 3A       +  C = 0 

  

2A - 2(-3A)  -  C = 1 
__________________ 
 
-2A   +C  = 0 
  8A   - C  = 1 
_______________ 
6A          = 1 
A =  1/6 
 
B = -3A = - 3(1/6) = - 1/2 
B = - 1/2 
 
A + B + C = 0 
 
A + B = - C 
 

1
6

1

2

1 3

6

 

 

C

C

 

background image

 

  

1
3

1
3

C

C

 

A

 

1
6

1
2

1
3

            B

               C

 

Nasze równanie przybierze więc postać: 

dx

x

x

x

x

dx

x

dx

x

dx

x

x

x

C

(

)(

)(

)

(

)

(

)

(

)

ln|

|

ln|

|

ln|

|

 

1

1

2

1
6

1

1
2

1

1
3

2

1
6

1

1
2

1

1
3

2

 

 

 

 
Przykład: 



5

7

4 256

5

7

2 16 2 16

5

7

4

4

2 16

x

x

dx

x

x

x

dx

x

x

x

x

dx

























 





A

x

B

x

Cx D

x

dx

A x

x

B x

x

Cx D x

x

x

x

x

dx

4

4

2 16

4

2 16

4

2 16

4

4

4

4

2 16

(

)(

)

(

)

 







4

2 16

64

3 4 2 16

64

3 16

2 16

4

4

2 16

Ax

A

A Bx

Bx

Bx

B Cx

Cx Cx

D

x

x

x

dx

 



 





x A B C

x

A

B D

x

A

B

C

A

B

D

x

x

x

dx

3

2 4

4

16

16

16

64

64

16

4

4

2 16

(

)

(

)

(

)

 

 
Aby obliczyć wartości A, B, C, D, piszemy układy równań: 
 
 

A B C

A

B D

A

B

C

A

B

D

  

 

0

4

4

0

16

16

16

5

64

64

16

7

                           16

                      16

 

 
Dodajemy pierwsze i trzecie równanie : 
 

16

16

16

0

16

16

16

5

32

32

5

A

B

C

A

B

C

A

B

 

 
Dodajemy drugie i czwarte równanie : 
 

64

64

16

0

64

64

16

7

128

128

7

A

B

D

A

B

D

A

B

 

 

 

 
W wyniku tych działań otrzymujemy dwa równania: 
 
 
 
 

background image

 
 
 
 
 

32

32

5

128

128

7

128

128

20

128

128

7

256

13

13

256

A

B

A

B

A

B

A

B

A

A

 

 

            4

 

 
Z równania   32

32

5

A

B

  obliczamy  B   

 

32

13

256

32

5

13

8

32

5

5

13

8

32

40 13

8

32

27

8 32

27

256

27

256

B

B

B

B

 

 
Z równania  A + B + C = 0  obliczamy   C 
 

C

A B

C

   

 

 

 

13

256

27

256

13 27

276

40

256

40

256

 

 
Z równania  4A - 4B + D = 0  obliczamy   D 
 

4

13

256

4

27

256

0

13
64

27
64

0

13

64

27
64

14

64

7

32

7

32

D

D

D

D

 

 
Podstawiamy obliczone wartości A, B, C, D do równania: 
 

A

x

B

x

Cx

D

x

dx

x

dx

x

dx

x

x

dx

x

dx

x

dx

x

x

dx




































4

4

2

16

13

256

4

27

256

4

40

256

7

32

2

16

13

256

1

4

27

256

1

4

40

256

7

32

2

16

13

256

4

27

256

4

40

256

7

32

2

16

ln|

|

ln|

|

x

x

x

x

dx





 

 

 

b

 

background image

 

 

  





  







  





  







a b

x

x

dx a b

x

x

dx a b

x

x

x

dx

a b

x

x

dx

x

40

256

7

32

2 16

40

256

1
2

2

7

32

2 16

40

512

2

2 16

7

32

2 16

40

512

2

2 16

7

32

2 16



  





dx a b

x

x

dx

x

dx

40

512

2

2 16

7

32

1

2 16

 

  







   

   







   

a b

x

x

dx a b c

x

dx

a b c

dx

x

x

t        x

t        dx

dt

a b c

dt

t

40

512

2

16

7

32

1

2

16

7

32

1

16

2

16

1

7

32

1

16

4

2

1

4

4

4

7

32

1

16

4

2

1

ln|

               podstawiamy    







   







   

   

   

a b c

dt

t

a b c

arctgt a b c

arctg

x

a b c

arctg

x

7

32

4

16

2

1

7

32

1
4

7

32

1
4

4

7

128

4

 

 
 
 
Przykład: 

dx

x

dx

x

dx

x

x

t         

x

t

dx

dt

dt

t

dt

t

arctgt C

arctg

x

C

2

7

7

2

7

1

1
7

7

2

1

7

7

7

7

1
7

7

2 1

7

7

2 1

7

7

7

7

7

 



 

 

 

      

 

 
 
 

c

 

background image

Przykład: 

 

dx

x

dx

x

x

t

x

t

dx

dt

dt

t

dt

t

arctgt C

arctg

x

C

2 2 1

2

2

1

2

2

2

2

2 1

1

2

2 1

1

2

1

2

2

 

 

               

              

                

 

|

|

 

 
Przykład: 

dx

x

dx

x

dx

x

x

t        x

t

dt

dt

dt

t

dt

t

arctgt C

arctg

x

C

3 2 5

5

3
5

2

1

1
5

3
5

2

1

3
5

3
5

3
5

5
3

1
5

5
3

2 1

1
5

5
3

2 1

1
5

5
3

1
5

5
3

5
3





 









 

 

 

 

               dx

             dx

 

|

|

 

 
 
Przykład: 
 

dx

x

x

a

ab b

x

x

x

x

x

x

x

dx

x

x

dx

x

dx

x

dx

x

x

t

x

t

x

2 6 24

2

2 2

2

2 6 24

2 6 9 15

2 6 9 15

3 2 15

2 6 24

3 2 15

15

3

15

2

1

1

15

3

15

2

1

3

15

3

15

3

15

15

 



 

 

 

                                  a + b

          

           

 

t

x

dt

dt

t

arctg t

C

arctg

x

C

arctg

x

C

          d

 

 

   +

 

15

15

1

15

15

15

2 1

1

15

15

15

1

15

15

15

3

15

15

15

3

15

.........................

| |

|

|

|

|

 

 

background image

 

Temat: 

cd  całki. 

 

Powtórka: 

1

1

2

x

dx

arctgx C

 

 
Przykład: 

dx

x

x

2 3 7

9 28

19

 

 

             

 delta ujemna, do rozwiązania należy wykorzystać inną metodę. 

 

Wykorzystać można wzór: 

a b

a

ab b

2

2 2

2

 

 

dx

x

x

dx

x

x

dx

x

x

dx

dx

x

dx

x

x

t

x

2

3

7

2

2

3

2

9
4

9
4

7

3

2

2

19

4

4

19

3

2

2

19

4

19

4

4

19

3

2

2

19

4

1

4

19

3

2

19
2

2

1

3

2

19
2

3

2

19
2

 

  



















 

  =

                           podstawiamy za  

           

t

dx

dt

            

19
2

 

 
 

4

19

19
2

2 1

4

19

19
2

2 1

2 19

19

2

3

2

19
2

dt

t

dt

t

arctg

x

C

 

 
Przykład: 
 

5

7

2

7

20

x

x

x

dx

 

 

Przypomnienie wzoru: 

f x

f x

f x

C

( )

( )

ln| ( )|

 

 

pochodna z mianownika naszego przykładu była by: 

x

x

x

2 7 20

2

7





 

 
licznik z naszego przykładu jest :  5

7

x

   

 

 
aby doprowadzić go do postaci: 

2

7

x

 

 
należy dokonać przekształcenia: 
 

background image

5

7 5

1
2

2

7

7
2

7

5
2

2

7

5 7

2

7

5
2

2

7

35

2

14

2

5
2

2

7

21

2

x

x

x

x

x

x

 







 

 





 

 
Wracamy do naszej całki: 

5

7

2

7

20

5
2

2

7

21

2

2

7

20

5
2

2

7

2

7

20

21

2

2

7

20

x

x

x

dx

x

x

x

dx

x

x

x

dx

dx

x

x

 

 

 







5
2

2 7 20 21

2

2 2 7

2

49

4

49

4

80

4

21

2

7
2

2

31

4

ln|

|

x

x

K

dx

x

x

B

K

dx

x

B













 

 

B

dx

x

x

dx

dx

x

dx

x



















7
2

2

31

4

4

31

7
2

2

31

4

31

4

4

31

7
2

2

31

4

1

4

31

7
2

31

2

2

1

 

 

x

t

x

t

dx

dt

 

7
2

31

2

7
2

31

2

31

2

                    

          | całkujemy stronami

 

 

B

dx

x

dt

t

arctg

x

C

4

31

7
2

31

2

2

1

4

31

31

2

2 1

2 31

31

7
2

31

2

 

 

|

|

 

 
Przykład: 
 

dx

x

x

dx

x

x

t

dx

dt

2

2

1

1 2

1

 

                     

             

 

 

 

 

dt

t

t

dt

t

C

x

C

2

2

1

1

1

1

 

 
 

Temat2: Całki oznaczone. 

 
Wszystkie poznane do tej pory całki to całki nieoznaczone. 
 

background image

Całka oznaczona to całka dla której określa się przedział. Musi być różniczkowalna. 
 

 

 

 

f x dx

a

b

F b

F a

( )

( )

( )

 

 
Przykład: 
 

xdx

x

1

3

2

2 1

3

32

2

12

2

9
2

1
2

8
2

4

  

|

 

 
Przykład: 
 

1

1

5

10

x

dx

 

podstawiamy: 

 

x

t

dx

dt

 

1

 

 

 

dla  

x
x


5
10

 

t
t

( )
(

)

5

4

10

9

 

 
Przy metodzie podstawiania trzeba zmienić granice całkowania bo zmienia się zmienna. 
 

Wracamy do przykładu: 

1

1

5

10

1

4

9

4

9

9

4

9
4

x

dx

t

dt

 

ln

|

ln

ln

ln

 | t | 

 

 
 

Twierdzenia: 

f x dx

f f dx

a

c

f f dx

c

b

a

b

c

a b

( )

( )

( )

( , )

              

 

 

 

 

f x dx

a

a

( )

0  

 

f x

a b

( )

( , )

0               

 

 
 
 
 
                                                        P 
 
                                           a          b  
 
 

 

 

 

| |

( )

P

f x dx

a

b

 

 

 
 

background image

Przykład: 
 

Mamy dwie funkcje: 

f x

x

g x

x

( )

( )

2

4

 

 
 
 
 
                                                       x

2

 

 
 
 
 
                                                    4x 
 
 
Obliczyć pole zawarte między jednym a drugim wykresem w obszarze między przecięciami się tych wykresów. 
 

Wykresy przecinają się dla  x który jest równy: 

x

x

2

4

 

 

 

 

 

 

 

x

x

x x
x
x

2

4

0

4

0

0
4


(

)

 

 
Pole będzie równe różnicy : 

 

 

 

 

 

Pole

xdx

x dx

x

x

 



 



 



 

4

4

2

3

4 8 0

64

3

0

32

32 2

3

32 1

2

3

32

3

2

0

4

0

4

2

0

4

3

0

4

|

|

(

)

 

 
25.04.98 ćwiczenia  

 

Przykład: 

 

 

 
 
 

 

f x g x

g x F x

F x g x dx C

( ) ( )

( )

( )

( )

( )

 

 

 

x

xdx

f

x

F

x

g

x

g

x

x

x

x

x

dx

x

x

x dx

x

x

x

C

x

x

C

2

2

3

3

1

3

3

1

3

3

3

3

1
3

2

3

3

1
3

3

3

3

3

1
3

ln

ln

ln

ln

ln

ln

 

 

 

 







       

            

                            

          

 

 

Miejsce przecięcia się obu wykresów 

background image

Przykład: 
 

x

xdx

f

x

F

x

g

x

g

x

x

xdx

x

x

x C

sin

sin

cos

cos

cos

cos

sin

 

 

 

 

 

       

            

                            

                

1

 

 
 
Przykład: 
 

1

1

1

1

1

x

x

dx

x

t

x

dx

dt

dt

x

x

dx

dx

x

x

dx

x t

dt

t

dt

t

t C

x

C

ln

ln

ln

ln

ln

ln(ln )

 

 

 

 

 

       

                          

                           

dx

x

 

 
 
Przykład: 
 
 

1

2

2

2

1

1

1

1

x

x

dx

x

t

dx

dx

dt

t

t

dt

t

C

t

C

x

C

ln

ln

ln

 

 

     

            

                                  

1
x

 

 
 
 
Przykład: 
 

dx

x

x

x

x

A

x

B

x

A x

B( x

x

x

Ax

A Bx

x

x

x A B

A

B

x

x

x

t

x

z

x

dt

(

)(

)

(

)(

)

(

) (

)

(

)

)

(

)(

)

(

)(

)

(

)

(

)(

)

 

 

 

 

 

5

1

1

5

1

5

1

1

5

5

1

5

5

1

5

5

1

5

1

                          

                                                      

                                                       

                      

                                                          d

                      dx

dz

 

                                                        
                                                       

A B

A

B

 

0

5

1

    (-1)                 

 

A B

A

B

0

5

1

 

 

                                                                                                    

 

6

1

1
6

B

B

    

 

background image

                                                                                                     

A

A

 

1
6

0

1
6

 

 

 

 

1
6

1

5

1
6

1

1

1
6

1

1
6

1

x

dx

x

dx

t

dt

z

dz

 

 

 

 

1
6

1
6

1
6

5

1
6

1

ln

ln

ln

ln

t

z

C

x

x

 

Przykład: 
 

1

2

11

1

2

1 10

1

1

10

1

10

1

10

1

1

10

1

10

1

2

2

2

2

2

x

x

dx

x

x

dx

x

dx

dx

x

dx

x

 

 







x

t

x

t

dx

dt



 

 

1

10

1

10

10

                 

               

 

 

1

10

10

1

10

10

1

10

10

1

10

2

2

dt

t

dt

t

arctg

x

C

 

 
Przykład: 
 

dx

x

x

x

x

x

x

x

x

2 2

7

2 2

7 2 2

2
2

2

7
2

2 2 2

4

1

16

1

16

7
2

 

  

 






 



 

  







           wyciągnijmy przed mianownik 2 i przedstawmy go w postaci:

                              

 

                           

  









 













2

2 2

4

1

16

1

16

7
2

2

1
4

2

1

16

8 7

16

2

1
4

2

55

16

x

x

x

x

 

Podstawiamy do naszego przykładu: 
 

dx

x

x

2 2

7

2

55

16

1
2

2

55

16

1
2

16

55

2

55

16

55

16

55

16

 



















dx

2 x +

1
4

dx

x +

1
4

dx

x +

1
4

 

 













1
2

16

55

2

55

16

2

1

8

55

55

4

2

1

55

4

55

4

55

4

dx

x +

1
4

x +

1
4

            

podstawiamy:    

x +

1
4

         x +

1
4

     różniczkujemy:    

dx

t

t

dx

dt

 

background image

 

 

8

55

55

4

2 1

8

55

55

4

2 1

2 55

55

2 55

55

1
4

55

4

dt

t

dt

t

arctg t

C

arctg

x

C

 

 

 
 
 
Przykład: 
 

3

7

6 2

4

x

x

x

 

     zastosujemy wzór   

f x

f x

f x

C

( )

( )

ln| ( )|

 

 
Obliczamy pochodną mianownika:    

6 2

4

12

1

3

7 3

1

12

12

1

1

12

7

1
4

12

1

1
4

7

1
4

12

1

27

4

x

x

x

x

x

x

x

 





 

 







 

   

 

            aby licznik  doprowadzić do takiej wartości,

                                                 należy dokonać w nim następujących przekształceń:

                                         

 

Podstawiamy obliczoną wartość w miejsce licznika: 
 

 

 

 

 

 

 

1
4

12

1

27

4

6 2

4

1
4

12

1

6 2

4

27

4

6 2

4

1
4

12

1

6 2

4

27

4 6 2

4

x

x

x

dx

x

x

x

dx

x

x

dx

x

x

x

dx

dx

x

x

dx

 

 

  

 

 

1
4

6 2

4

27

4 6 2

4

1
4

6 2

4

ln

ln

x

x

dx

x

x

dx

x

x

                 oznaczmy     A =

   

 

 

A

dx

x

x

dx

27

4 6 2

4

 

 

Rozpisujemy mianownik aby można było zastosować wzór:            

1

1

2

x

dx

arctgx C

 

 

6 2

4

6 2 2

2 6

4
6

6 2 2

12

1

144

1

144

2

3

6

1

12

2

1

144

2

3

6

1

12

2

95

144

x

x

x

x

x

x

x

x

  

























 
Wracamy do obliczeń całki: 

 

 

 







 







 













A

dx

x

x

dx

A

dx

x

A

dx

x

A

dx

x

27

4 6 2

4

27

4

6

1

12

2

95

144

27

4

1
6

144

95

1

12

2

95

144

1

162

95

1

12

2

95

12

2

1

 

 

background image

Podstawiamy:    

x

t

x

t

dx

dt

1

12

95

12

1

12

95

12

95

12

              

                      

 

 
Wstawiamy to do przykładu: 
 

 

 





 





 

 

 

A

dx

x

A

dt

t

A

dt

t

A

arctg t

C

A

arctg

x

C

162

95

1

12

95

12

2

1

162

95

95

12

2 1

162

95

95

12

2 1

81 95

6 95

81 95

6 95

1

12

95

12

 

 A =

1
4

6 2

4

ln x

x

 

 

Rozwiązaniem    

3

7

6 2

4

x

x

x

 

      jest:   =

1
4

6 2

4

ln x

x

 

81 95

6 95

1

12

95

12

arctg

x

 

 
Przykład: 
 

Obliczyć pole między wykresami funkcji:  y

x

2

   

                                                                         

y

x

7

 

 
 
                                                                                                                                            7 
 
Obliczamy miejsca przecięcia się tych wykresów (wspólne wartości X dla obu wykresów): 
 

x

x

x

x

x x

2

7

2 7

0

7

0

(

)

 

 

 

 

 
Dla  

x1 0

  oraz     

x2 7

  wykresy tych funkcji przecinają się. 

 
Pole między wykresami tych funkcji będzie równe różnicy całek oznaczonych tych funkcji dla przedziału 0,7 
 
 

 

P

xdx

x dx

x

x

P

 

 

7

0

7

2

0

7

7

2

2 0

7

3

3 0

7

7

72

2

7

02

2

73

3

03

3

7 49

2

343

3

343

6

343

6

|

|

     

 

background image

 
Przykład: 
 
Obliczyć pole między wykresami funkcji:  y

x

   

                                                                         

y

x

2

 

 
 
 
 
 
 
                                                                                                                                            1/4 
 
Obliczamy miejsca przecięcia się tych wykresów (wspólne wartości X dla obu wykresów): 
 

 

 

 

 

x

x

x

x

x

x

x x

 

2

4 2

4 2

0

4

1

0

(

)

                        

Dla wartości:          

                                

wykresy przecinają się.

x

x

1

0

2

1
4

 

 

Pole między wykresami tych funkcji będzie równe różnicy całek oznaczonych tych funkcji dla przedziału   0

1
4

,  

 

P

xdx

xdx

x dx

xdx

x

0

1
4

2

0

1
4

1
2

0

1
4

2

0

1
4

2

3

2

3

0

1
4

0

1
4

|

|

   2

x2

2

 

 

  

2

3

1
64

1

16

2

3

1
8

1

16

1

12

1

16

4 3

48

1

48

1

48

P

 

 
 

background image

 

Wzory na obliczanie całek: 

 

1. 

xndx

xn

n

C

n

 

1

1

1

       dla       

 

 
 

gdy  x = -1  to  

1
x

dx

x C

ln| |

 

 
2. 

Cf x dx

C f x dx

( )

( )

 

 
3. 

f x

g x dx

f x dx

g x dx

( )

( )

( )

( )

 

 

 

4. 

1

1

1

x

dx

x

dx C

ln(

)

 

 
5. 

Jeżeli w mianowniku jest funkcja a w liczniku jest pochodna tej funkcji to całka jest równa: 

 

 

 

 

f x

f x

f x

C

( )

( )

ln| ( )|

 

 

6. 

1

3

2

3

2

(

)(

)

ln|

| ln|

|

x

x

dx

x

x

C

 

 

 

 

 

7. 

e xdx

e x

C

 

 
8. 

sin

cos

xdx

x C

 

 

 
9. 

cos

sin

xdx

x C

 

 
10. 

tgxdx

x C

 

ln|cos |

 

 
11. 

f x g x dx

g x F x

F x g x dx

( ) ( )

( ) ( )

( ) ( )

 

 
12. 

ln

ln

x dx

x x x C

 

 

 

13. 

1

2 1

x

dx

arctgx C

 

14. 

f x dx

a

b

F b

F a

( )

( )

( )

 

15. 

Twierdzenia: 

1. 

f x dx

f f dx

a

c

f f dx

c

b

a

b

c

a b

( )

( )

( )

( , )

              

 

 

 

 

 

2. 

f x dx

a

a

( )

0