Но в силу инвариантности формы дифференциала равенство d\bigl(F(x)\bigr)=F'(x)\,dx= f(x)\,dx остается справедливым и в случае, когда {x} — промежуточный аргумент, т.е. x=\varphi(t). Это значит, что формула \textstyle{\int f(x)\,dx=F(x)+C} верна и при x=\varphi(t). Таким образом,
\int f\bigl(\varphi(t)\bigr)\,d\bigl(\varphi(t)\bigr)= F\bigl(\varphi(t)\bigr)+C, или \int f\bigl(\varphi(t)\bigr)\varphi'(t)\,dt= F\bigl(\varphi(t)\bigr)+C.
Итак, если F(t) является первообразной для f(x) на промежутке {X}, а x=\varphi(t) — дифференцируемая на промежутке {T} функция, значения которой принадлежат {X}, то F\bigl(\varphi(t)\bigr) — первообразная для f\bigl(\varphi(t)\bigr)\varphi'(t),~t\in T, и, следовательно,
Эта формула позволяет свести вычисление интеграла \textstyle{\int f\bigl(\varphi(t)\bigr)\varphi'(t)\,dt} к вычислению интеграла \textstyle{\int f(x)\,dx}. При этом мы подставляем вместо \varphi(t) переменную {x}, а вместо \varphi'(t)\,dt дифференциал этой переменной, т. е. dx. Поэтому полученная формула называется формулой замены переменной под знаком неопределенного интеграла. Она используется на практике как "слева направо", так и "справа налево". Метод замены переменной позволяет сводить многие интегралы к табличным. После вычисления интеграла \textstyle{\int f(x)\,dx} надо снова заменить {x} на \varphi(t).
Пример 1. Вычислим \int\cos2t\,dt.
Решение. Введем новую переменную {x}, положив 2t=x. Тогда 2\,dt=dx,~dt=\frac{1}{2}\,dx и, следовательно,
Одним из наиболее мощных методов интегрирования является замена переменной в интеграле. Поясним суть этого метода. Пусть F'(x)=f(x), тогда
\int f(x)\,dx= \int F'(x)\,dx= \int d\bigl(F(x)\bigr)=F(x)+C.
Но в силу инвариантности формы дифференциала равенство d\bigl(F(x)\bigr)=F'(x)\,dx= f(x)\,dx остается справедливым и в случае, когда {x} — промежуточный аргумент, т.е. x=\varphi(t). Это значит, что формула \textstyle{\int f(x)\,dx=F(x)+C} верна и при x=\varphi(t). Таким образом,
\int f\bigl(\varphi(t)\bigr)\,d\bigl(\varphi(t)\bigr)= F\bigl(\varphi(t)\bigr)+C, или \int f\bigl(\varphi(t)\bigr)\varphi'(t)\,dt= F\bigl(\varphi(t)\bigr)+C.
Итак, если F(t) является первообразной для f(x) на промежутке {X}, а x=\varphi(t) — дифференцируемая на промежутке {T} функция, значения которой принадлежат {X}, то F\bigl(\varphi(t)\bigr) — первообразная для f\bigl(\varphi(t)\bigr)\varphi'(t),~t\in T, и, следовательно,
\int f\bigl(\varphi(t)\bigr)\varphi'(t)\,dt= \int f(x)\,dx\,.
Эта формула позволяет свести вычисление интеграла \textstyle{\int f\bigl(\varphi(t)\bigr)\varphi'(t)\,dt} к вычислению интеграла \textstyle{\int f(x)\,dx}. При этом мы подставляем вместо \varphi(t) переменную {x}, а вместо \varphi'(t)\,dt дифференциал этой переменной, т. е. dx. Поэтому полученная формула называется формулой замены переменной под знаком неопределенного интеграла. Она используется на практике как "слева направо", так и "справа налево". Метод замены переменной позволяет сводить многие интегралы к табличным. После вычисления интеграла \textstyle{\int f(x)\,dx} надо снова заменить {x} на \varphi(t).
Пример 1. Вычислим \int\cos2t\,dt.
Решение. Введем новую переменную {x}, положив 2t=x. Тогда 2\,dt=dx,~dt=\frac{1}{2}\,dx и, следовательно,
\int\cos2t\,dt= \int\cos{x}\,\frac{1}{2}\,dx= \frac{1}{2}\int\cos{x}\,dx= \frac{1}{2}\sin{x}+C= \frac{1}{2}\sin2t+C.
Замечание. Вычисление короче записывают так:
\int\cos2t\,dt= \frac{1}{2}\int\cos2t\,d(2t)= \frac{1}{2}\sin2t+C.
Пошаговое объяснение:
а) По формуле Герона:
S=\sqrt{p \cdot (p-a) \cdot (p-b) \cdot (p-c)}
S=
p⋅(p−a)⋅(p−b)⋅(p−c)
, где:
p={a+b+c \over 2}
p=
2
a+b+c
— полупериметр.
p={3+4+5 \over 2}=6
p=
2
3+4+5
=6
S=\sqrt{6 \cdot (6-3) \cdot (6-4) \cdot (6-5)} = 6
S=
6⋅(6−3)⋅(6−4)⋅(6−5)
=6
S = 6S=6
б)По формуле Герона:
S=\sqrt{p \cdot (p-a) \cdot (p-b) \cdot (p-c)}
S=
p⋅(p−a)⋅(p−b)⋅(p−c)
, где:
p={a+b+c \over 2}
p=
2
a+b+c
— полупериметр.
p={13+14+15 \over 2}=21
p=
2
13+14+15
=21
S=\sqrt{21 \cdot (21-13) \cdot (21-14) \cdot (21-15)} = 84
S=
21⋅(21−13)⋅(21−14)⋅(21−15)
=84
S = 84S=84
в)По формуле Герона:
S=\sqrt{p \cdot (p-a) \cdot (p-b) \cdot (p-c)}
S=
p⋅(p−a)⋅(p−b)⋅(p−c)
, где:
p={a+b+c \over 2}
p=
2
a+b+c
— полупериметр.
p={31+45+51 \over 2}=63.5
p=
2
31+45+51
=63.5
S=\sqrt{63.5 \cdot (63.5-31) \cdot (63.5-45) \cdot (63.5-51)} = 690.827
S=
63.5⋅(63.5−31)⋅(63.5−45)⋅(63.5−51)
=690.827
S = 690.827S=690.827
г)По формуле Герона:
S=\sqrt{p \cdot (p-a) \cdot (p-b) \cdot (p-c)}
S=
p⋅(p−a)⋅(p−b)⋅(p−c)
, где:
p={a+b+c \over 2}
p=
2
a+b+c
— полупериметр.
p={9+21+15 \over 2}=22.5
p=
2
9+21+15
=22.5
S=\sqrt{22.5 \cdot (22.5-9) \cdot (22.5-21) \cdot (22.5-15)} = 58.457
S=
22.5⋅(22.5−9)⋅(22.5−21)⋅(22.5−15)
=58.457
S = 58.457S=58.457
д)По формуле Герона:
S=\sqrt{p \cdot (p-a) \cdot (p-b) \cdot (p-c)}
S=
p⋅(p−a)⋅(p−b)⋅(p−c)
, где:
p={a+b+c \over 2}
p=
2
a+b+c
— полупериметр.
p={30+40+50 \over 2}=60
p=
2
30+40+50
=60
S=\sqrt{60 \cdot (60-30) \cdot (60-40) \cdot (60-50)} = 600
S=
60⋅(60−30)⋅(60−40)⋅(60−50)
=600
S = 600S=600
Пошаговое объяснение: