18. Вопросы для самоконтроля. 1) Проведите примеры чисел:
а) натуральных;
б) целых;
в) дробных;
г) положительных;
д) отрицательных.
2) Какие числа называются рациональными? Приведите примеры.
3) Какая прямая называется координатной прямой? Как её построить? Что называется
Координатой точки?
4) Какие числа называются противоположными? Приведите примеры.
5) Какие числа называются взаимно простыми? Приведите примеры.
6) Какие числа называются взаимно обратными? Приведите примеры.
7) Дайте определение модуля рационального числа.
8) Чему равен модуль:
а) положительного числа;
б) отрицательного числа;
в) нуля?
9) Как сравнить рациональные числа на координатной прямой?
10) Как сравнить рациональные числа без использования координатной прямой?

Показать ответ

Ответ:

Loomina

10.10.2021 00:08

$2 \ln 8 - 4 + \pi.$

Пошаговое объяснение:

Для вычисления интеграла $\int_0^2 \ln (x^2 + 4)\ \text d x$ воспользуемся сначала методом интегрирования по частям:

$u = \ln (x^2 + 4);\ \text d v = \text d x;\\\text d u = \frac{2x}{x^2 + 4}.\ \ \ \ \ \,\,\: x = \int \text d x = x.$

$\int_0^2 \ln (x^2 + 4)\ \text d x = \left \left( x \ln (x^2 + 4) \right) \right | \limits_0^2 - \int_0^2 \frac{2x^2}{x^2+4}\ \text d x.$

Заметим, что x^2 + 4 = x^2 + 2^2 , и тогда в интеграле после интегрирования по частям напрашивается такая замена:

Если $\frac{\text d x}{x^2 + 2^2} = \text d \left( \frac 12 \text{arctg}\, \frac x2 \right)$ , то, положив $y = \frac 12 \text{arctg}\, \frac x2$ , найдём, что:

$y = \frac 12\, \text{arctg}\, \frac x 2;\\2y = \text{arctg} \frac x 2;\\\text{tg}\, 2y = \frac x 2;\\x = 2\,\text{tg}\, 2y.$

Применим это всё при вычислении получившегося интеграла.

Пределы интегрирования изменятся так:

$a = \frac 12\, \text{tg}\, \frac 0 2 = \frac 12\, \text{tg}\, 0 = 0 \cdot \frac 12 = 0.$

$b = \frac 12\, \text{tg} \frac 2 2 = \frac 12\, \text{tg} \, 1 = \frac 12 \cdot \frac{\pi}{4} = \frac{\pi}{8}.$

Вычислим теперь сам интеграл:

$\int_0^\frac\pi 8 2 \left( 2\, \text{tg}\, 2y \right)^2 \text d y = 8 \int_0^\frac \pi 8 \, \text{tg}^2\, 2y\, \text d y.$

Введём замену: $t = 2y;\ \text d t = 2\, \text d y;\ \Rightarrow\ \text d y = \frac 12\, \text d t.$

Пределы интегрирования изменятся так:

$a = 2 \cdot 0 = 0;\\b = 2 \cdot \frac \pi 8 = \frac \pi 4.$

Продолжим вычисление интеграла:

$4 \int _0^\frac \pi 4\, \text{tg}^2 \, t\, \text d t = 4 \int_0^\frac\pi4 \frac{\sin^2t}{\cos^2t}\, \text d t = 4 \int_0^\frac\pi4 \frac{1 - \cos^2 t}{\cos^2 t} \text d t= 4 \left( \int_0^\frac\pi 4 \frac{\text d t}{\cos^2 t} - \int_0^\frac\pi4\text d t \right) =\\= 4 \left( \text{tg}\, t |_0^\frac\pi4 - t|_0^\frac\pi4 \right) = 4 \left( \text{tg}\, \frac\pi 4 - \text{tg}\, 0 - \frac\pi 4 + 0 \right) = 4 - \pi.$