Jump to content

Тригонометрическая замена

(Перенаправлено с гиперболической замены )

В математике тригонометрическая замена заменяет тригонометрическую функцию другим выражением. В исчислении тригонометрические замены — это метод вычисления интегралов. В этом случае выражение, включающее радикальную функцию, заменяется тригонометрическим. Тригонометрические тождества могут помочь упростить ответ. [1] [2] Как и другие методы интегрирования путем замены, при вычислении определенного интеграла может быть проще полностью вывести первообразную, прежде чем применять границы интегрирования.

Случай I: Интегранды, содержащие 2 х 2

[ редактировать ]

Позволять и использовать личность

Примеры случая I

[ редактировать ]
Геометрическое построение для случая I.

В интеграле

мы можем использовать

Затем,

Вышеупомянутый шаг требует, чтобы и Мы можем выбрать быть главным корнем и наложить ограничение с помощью функции обратного синуса.

Для определенного интеграла надо выяснить, как изменяются границы интегрирования. Например, как идет от к затем идет от к так идет от к Затем,

При выборе границ требуется некоторая осторожность. Поскольку интеграция выше требует, чтобы , может идти только от к Пренебрегая этим ограничением, можно было бы выбрать идти от к что привело бы к отрицательному значению фактической стоимости.

Альтернативно, полностью оцените неопределенные интегралы, прежде чем применять граничные условия. В этом случае первообразная дает

как раньше.

Интеграл

можно оценить, позволив где так что и по диапазону арксинуса, так что и

Затем,

Для определенного интеграла границы меняются после подстановки и определяются по уравнению со значениями в диапазоне Альтернативно, примените граничные члены непосредственно к формуле первообразной.

Например, определенный интеграл

можно оценить, заменив с границами, определенными с помощью

Потому что и

С другой стороны, прямое применение граничных членов к полученной ранее формуле для первообразной дает как раньше.

Случай II: Интегранды, содержащие 2 + х 2

[ редактировать ]

Позволять и использовать личность

Примеры случая II

[ редактировать ]
Геометрическое построение для случая II

В интеграле

мы можем написать

так что интеграл становится

предоставил

Для определенного интеграла границы меняются после подстановки и определяются по уравнению со значениями в диапазоне Альтернативно, примените граничные члены непосредственно к формуле первообразной.

Например, определенный интеграл

можно оценить, заменив с границами, определенными с помощью

С и

Между тем, прямое применение граничных членов к формуле для первообразной дает так же, как и раньше.

Интеграл

можно оценить, позволив

где так что и по диапазону арктангенса, так что и

Затем, Интеграл от секущего куба можно вычислить с помощью интегрирования по частям . Как результат,

Случай III: Интегранды, содержащие x 2 а 2

[ редактировать ]

Позволять и использовать личность

Примеры случая III

[ редактировать ]
Геометрическое построение для случая III

Интегралы, такие как

также можно оценить с помощью частичных дробей, а не тригонометрических замен. Однако интеграл

не могу. В этом случае подходящей заменой будет:

где так что и предполагая так что и

Затем,

можно вычислить Интеграл от секущей , умножив числитель и знаменатель на и интеграл от секущего, возведенный в куб по частям. [3] Как результат,

Когда что происходит, когда учитывая диапазон арксеканса, значение вместо этого в этом случае.

Замены, исключающие тригонометрические функции

[ редактировать ]

Подстановку можно использовать для удаления тригонометрических функций.

Например,

Последняя замена известна как замена Вейерштрасса , которая использует формулы касательного полуугла .

Например,

Гиперболическая замена

[ редактировать ]

Замены гиперболических функций также можно использовать для упрощения интегралов. [4]

Например, интегрировать , введем замену (и, следовательно, ), затем используйте тождество найти:

При желании этот результат можно дополнительно преобразовать с использованием других тождеств, например, с помощью отношения :

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Стюарт, Джеймс (2008). Исчисление: ранние трансценденталисты (6-е изд.). Брукс/Коул . ISBN  978-0-495-01166-8 .
  2. ^ Томас, Джордж Б .; Вейр, Морис Д.; Хасс, Джоэл (2010). Исчисление Томаса: ранние трансценденталии (12-е изд.). Аддисон-Уэсли . ISBN  978-0-321-58876-0 .
  3. ^ Стюарт, Джеймс (2012). «Раздел 7.2: Тригонометрические интегралы». Исчисление — ранние трансценденталии . США: Cengage Learning. стр. 475–6. ISBN  978-0-538-49790-9 .
  4. ^ Бояджиев, Христо Н. «Гиперболические замены интегралов» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 26 февраля 2020 года . Проверено 4 марта 2013 г.


Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 96ca795af4fa82c31009060d13420554__1721126340
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/96/54/96ca795af4fa82c31009060d13420554.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Trigonometric substitution - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)