3.1 Primitivní funkce, neurčitý integrál

Teorii naleznete v kapitole 6.1 Multimediální encyklopedienebo v kapitole 3.1 Breviáře

Příklad 1

Pro x∈(-1,1) ověřte podle definice primitivní funkce platnost rovnosti "3_1_1.gif"dx = "3_1_2.gif"+ C

Řešení

Podle definice neurčitého integrálu (primitivní funkce) platí:
[∫
f(x)dx]"3_1_3.gif"= f(x)dx

Vyjádřeno slovně, zderivujeme-li primitivní funkci "3_1_4.gif" (někdy značíme primitivní funkci také F(x)), obdržíme funkci f(x).
Ve skutečnosti je tedy tento příklad cvičením na derivování.

"3_1_5.gif"

"3_1_6.gif"

"3_1_7.gif"

Příklad 2

Pro x≠(2k+1) "3_1_8.gif" ověřte pomocí definice primitivní funkce platnost rovnosti ∫ tg x dx = -ln |cos x| + C.
Podle definice primitivní funkce, zderivuji-li funkci -ln |cos x| + C, musím obdržet funkci tg x, ke které byla původní funkce primitivní.

Řešení

"3_1_9.gif"

"3_1_10.gif"

Příklad 3

Vypočítejte následující neurčitý integrál:
"3_1_11.gif".

Řešení

Jedná se o výpočet primitivní funkce k funkci f(x) = "3_1_12.gif". Výpočet primitivní funkce se také nazývá integrace. Chceme-li umět integrovat funkce, musíme znát celou řadu vzorců integrálů elementárních funkcí, dále větu o linearitě integrálu, větu "per partes", věty o substituci a i tak integrování složitějších funkcí vyžaduje jistou zkušenost a znalost určitých "triků" v algebraických úpravách funkcí tak, abychom je převedli do tvaru, který lze snadno integrovat.
V Mathematice se integrace provádí následovně:

"3_1_13.gif"

"3_1_14.gif"

Ověřit správnost výsledku můžeme snadno, zderivujeme-li výslednou funkci, měli bychom opět obdržet funkci původní, ke které jsme primitivní funkci hledali.

"3_1_15.gif"

"3_1_16.gif"

Příklad 4

Vypočítejte následující neurčitý integrál:
"3_1_17.gif"dx

Řešení

"3_1_18.gif"

"3_1_19.gif"

Spikey Created with Wolfram Mathematica 7.0