3.5 Vybrané speciální integrály

Teorii naleznete v kapitole 6.5 Multimediální encyklopedie nebo v kapitole 3.5 Breviáře.

Příklad 1

Vypočítejte .

Řešení

Zvolíme substituci

=t

x=ln(t)

dx=dt

Můžeme tedy psát:

=. Substituční metodou se nám tedy podařilo převézt zadaný integrál na integraci racionální lomené funkce. Nyní je postup obdobný jako v kapitole 3.4.

Integrand můžeme rozložit na parciální zlomky, protože kvadratický trojčlen ve jmenovateli integrandu má kladný determinant.

Můžeme tedy psát:

===

Integrály vyřešíme zvlášť opět substituční metodou:

====

====


a odtud

=

Nyní jen dosadíme do substitucí:

Mathcad samozřejmě tento integrál umí spočítat přímo:

Příklad 2

Vypočítejte .

Řešení

Vhodnou substitucí převedeme integrand na racionální lomenou funkci:

=t

=dt

dx=x dt


Můžeme tedy psát:

=.

Obdrželi jsme integrál z racionální lomené funkce. Stupeň polynomu v čitateli je vyšší než stupeň polynomu ve jmenovateli. Je tedy nutno vydělit čitatel jmenovatelem, zbytek potom rozložit na parciální zlomky. To vše za nás udělá příkaz Parfrac.

Můžeme tedy psát:

==

.

Tyto tři integrály jsou již jednoduché, i když u dvou z nich integrálů je opět nutno použít substituce (jsou stejného typu jako v Příkladu 1 v kapitole 3.4), my je však vypočítáme programem Mathcad.

Teď ještě dosadíme zpátky první substituci =t:

Tento integrál zvládne program Mathematica vypočítat i přímo: