حساب التكامل (3)
4.3 التكامل بتغيير المتغير
4.3.1 مثال
I= -1∫0 | 1 | dx احسب |
x²+2x+2 |
تصحيح:
نلاحظ ان x²+2x+2=1+(x+1)²
نضع x+1=t
اذن (x+1)'dx=dt ; x=-1→t=0 & x=0⇒t=1
اذن-1∫0f(x)dx=0∫11/(1+t²)dt
=0∫1(arctan)'(t)dt
=arctan(1)-arctan(0)=π/4 -0
⇒-1∫0f(x)dx=π/4
نلاحظ ان : f(x)=g(φ(x)) مع g(x)=1/(1+x²) & φ(x)=x+1
لقد كتبنا f على شكل مركب دالتين.
4.3.2 خاصية
لتكن f دالة متصلة على [a;b],
اذا كانت f=goφ فان:
a∫bf(x)dx=φ(a)∫φ(b)g(t)dt; t=φ(x) & dt=φ'(x)dx
5- حساب المساحات والحجوم
5.1 حساب المساحات
5.1.1 Iتقديم
وحدة قياس المساحة ;UA هي مساحة المستطيل OIKJ حيث i→=OI→ و j→=OJ→
نرمز ب S للمساحة المحصورة بين المنحنى Cf ومحور الافاصيل والمستقيمين (D): x=a و (D'): x=b
اذا كانت f تابتة اي f=k فان
ABCD مساحة | b ∫ a | f(x)dx=k(b-a)=S |
اذا كانت f(x)=mx+p
b ∫ a | f(x)dx=[(m/2)x² + px] | b a |
=(1/2).(f(a)+f(b)) = S
هي مساحة شبه المنحرف ABCD
5.1.2 خاصية 1
اذا كانت f دالة متصلة على المجال I=[a;b]
فان مساحة حيز المحصور بين المنحنى Cf ومحور الافاصيل والمستقيمين (D): x=a و (D'): x=b هي
b ∫ a | |f(x)| dx .UA |
5.1.3 خاصية 2
لتكن f و g دالتين معرفتين ومتصلتين على I=[a;b]
مساحة جزء المستوى المحصور بين المنحنيين Cf و Cg والمستقيمين (D): x=a و (D'): x=b هي
b ∫ a | |f(x)-g(x)|dx.UA |
مثال
||i→||=2cm ; ||j→||=3cm
f(x)=(0,25)x² ; g(x)=x-1 و I=[0,5 ; 4]
4 ∫ 1/2 | |f(x)-g(x)| dx .UA = |
4 ∫ 0,5 | |(0,25)x²-1/x| dx .2.3 cm² = 6.8,10366 =48,62196 cm² |
5.2 حساب الحجوم
5.2.1 حجم مجسم
لتكن S(t) مساحة تقاطع مستوى مع مجسم , حجم المجسم المحدد بين المستويين , le Pa: x=a و Pb: x=b هو
b ∫ a | S(t)dx .UV |
5.2.2 حجم مجسم مولد بدوران
لتكن f دالة عددية متصلة على المجال I=[a;b], دوران المنحنى Cf دورة كاملة حول محور الافاصيل يولد مجسما , وتقاطع المستوى الذي معادلته x=t مع هذا المجسم هو دائرة مركزها f(t) ومساحتها π(f(t))²
V= | b ∫ a | π (f(x))²dx .UV |
هو حجم المجسم المولد بدورة كاملة للمنحنى Cf حول محور الافاصيل ومحصور بين المستويين P: x=a ; P': x=b