Uploaded by Mohammed !!

MAT261-Integration Revision(updated)

advertisement
Revision on
Integration
1
Important Rules
2
Important Rules
āļą 𝒌 𝒅𝒙 = 𝒌𝒙 + 𝒄 ; 𝒘𝒉𝒆𝒓𝒆 𝒌 & 𝒄 𝒂𝒓𝒆 𝒄𝒐𝒏𝒔𝒕𝒂𝒏𝒕𝒔
𝒏+𝟏
𝒙
āļą 𝒙 𝒏 𝒅𝒙 =
+ 𝒄 ; 𝒘𝒉𝒆𝒓𝒆 𝒏
𝒏+𝟏
𝒊𝒔 𝒂 𝒄𝒐𝒏𝒔𝒕𝒂𝒏𝒕 𝒂𝒏𝒅 ≠ −𝟏
āļą 𝒇′ 𝒙 𝒇(𝒙)
𝒏
𝒅𝒙 =
𝒇(𝒙) 𝒏+𝟏
+ 𝒄 ; 𝒘𝒉𝒆𝒓𝒆 𝒏
𝒏+𝟏
𝒊𝒔 𝒂 𝒄𝒐𝒏𝒔𝒕𝒂𝒏𝒕 𝒂𝒏𝒅 ≠ −𝟏
āļą 𝒇′ 𝒙 𝒆 𝒇(𝒙) 𝒅𝒙 = 𝒆 𝒇(𝒙) + 𝒄
𝒆𝒈: āļą
;
𝟏
𝒅𝒙 = 𝒍𝒏 𝒙 + 𝒄
𝒙
āļą 𝒖 𝒅𝒗 = 𝒖 𝒗 − āļą 𝒗 𝒅𝒖 ;
;
𝒆𝒈: āļą 𝒄𝒐𝒔 𝒙 𝒆 𝒔𝒊𝒏 𝒙 𝒅𝒙 = 𝒆 𝒔𝒊𝒏 𝒙
𝒇′ 𝒙
āļą
𝒅𝒙 = 𝒍𝒏 𝒇(𝒙) + 𝒄
𝒇(𝒙)
+𝒄
𝒆𝒈: āļą 𝒙 𝒆 𝒙 𝒅𝒙 = 𝒙 𝒆 𝒙 − āļą 𝒆 𝒙 𝒅𝒙 = 𝒙 𝒆 𝒙 − 𝒆 𝒙 + 𝒄
3
Important Rules
4
Important Rules
5
Examples on Integration
∗ āļą 𝑇𝑎𝑛 đ‘Ĩ 𝑑đ‘Ĩ =
6
Examples on Integration
∗ āļą 𝑇𝑎𝑛2 đ‘Ĩ 𝑑đ‘Ĩ =
āļą( 𝑆𝑒𝑐 2 đ‘Ĩ − 1 ) 𝑑đ‘Ĩ =
∗ āļą đ‘Ĩ 2 𝑒 đ‘Ĩ 𝑑đ‘Ĩ =
Integration by
Parts
7
Examples on Integration
You may also use DI method in solving similar examples:
∗ āļą đ‘Ĩ 2 𝑒 −đ‘Ĩ 𝑑đ‘Ĩ =
8
Examples on Integration
∗ āļą đ‘Ļ 𝑠𝑖𝑛 đ‘Ļ 𝑑đ‘Ļ =
1
∗ āļą ln đ‘Ĩ 𝑑đ‘Ĩ = 𝑙𝑛đ‘Ĩ đ‘Ĩ − āļą đ‘Ĩ
𝑑đ‘Ĩ = đ‘Ĩ𝑙𝑛 đ‘Ĩ − āļą 1 𝑑đ‘Ĩ =
đ‘Ĩ
đ‘Ĩ𝑙𝑛 đ‘Ĩ − đ‘Ĩ + 𝑐
9
Examples on Integration
∗ āļą 𝑒 𝑡 𝑠𝑖𝑛 𝑡 𝑑𝑡 =
Chain Rule
10
Examples on Integration
∗ āļąđ‘Ĩ 𝑒
đ‘Ĩ2
1
1 đ‘Ĩ2
đ‘Ĩ2
𝑑đ‘Ĩ = āļą 2 đ‘Ĩ 𝑒 𝑑đ‘Ĩ = 𝑒
+𝑐
2
2
𝑠𝑖𝑛2 đ‘Ĩ
∗ āļą sin đ‘Ĩ cos đ‘Ĩ 𝑑đ‘Ĩ =
+𝑐
2
𝑂𝑅
−𝑐𝑜𝑠 2 đ‘Ĩ
+𝑐
2
4
−𝑐𝑜𝑠
đ‘Ĩ
3
∗ āļą sin đ‘Ĩ 𝑐𝑜𝑠 đ‘Ĩ 𝑑đ‘Ĩ =
+𝑐
4
−2
2
sin đ‘Ĩ
−𝑐𝑜𝑠
đ‘Ĩ
1
𝑠𝑒𝑐
đ‘Ĩ
−3
∗āļą
𝑑đ‘Ĩ = āļą sin đ‘Ĩ 𝑐𝑜𝑠 đ‘Ĩ 𝑑đ‘Ĩ =
+𝑐 =
+𝑐 =
+𝑐
3
2
𝑐𝑜𝑠 đ‘Ĩ
−2
2𝑐𝑜𝑠 đ‘Ĩ
2
11
Examples on Integration
sin đ‘Ĩ
∗āļą
𝑑đ‘Ĩ =
1 − sin đ‘Ĩ
sin đ‘Ĩ
=āļą
𝑑đ‘Ĩ
1 − sin đ‘Ĩ
∗
𝟏 + 𝒔𝒊𝒏 𝒙
sin đ‘Ĩ + sin2 đ‘Ĩ
= āļą
𝑑đ‘Ĩ
𝟏 + 𝒔𝒊𝒏 𝒙
1 − sin2 đ‘Ĩ
sin đ‘Ĩ + sin2 đ‘Ĩ
=āļą
𝑑đ‘Ĩ =
cos2 đ‘Ĩ
+
sin2 đ‘Ĩ
āļą
𝑑đ‘Ĩ
cos2 đ‘Ĩ
+
āļą tan2 đ‘Ĩ 𝑑đ‘Ĩ
= − āļą − sin đ‘Ĩ (cos đ‘Ĩ )−2 𝑑đ‘Ĩ
+
āļą(sec 2 đ‘Ĩ − 1 ) 𝑑đ‘Ĩ
(cos đ‘Ĩ )−1
=−
−1
+
tan đ‘Ĩ − đ‘Ĩ + 𝑐
=
sin đ‘Ĩ
āļą
𝑑đ‘Ĩ
cos2 đ‘Ĩ
āļą sin đ‘Ĩ (cos đ‘Ĩ )−2 𝑑đ‘Ĩ
= (cos đ‘Ĩ )−1 +
tan đ‘Ĩ − đ‘Ĩ + 𝑐
12
Examples on Integration
1
∗āļą
𝑑𝑡 =
−𝑡
1+ 𝑒
13
Partial Fractions and Long Division
Partial fractions:
We use partial fractions when the highest power of a variable in the
numerator is less than the highest power of which in the denominator .
Long division:
We use long division when the highest power of a variable in the
numerator is greater than or equal to the highest power of which in the
denominator.
14
Examples on Partial Fraction Method
4
∗āļą
𝑑đ‘Ĩ =
đ‘Ĩ + 2 (đ‘Ĩ + 1)
Case # 1
15
Examples on Partial Fraction Method
4
∗āļą
𝑑đ‘Ĩ
đ‘Ĩ + 2 (đ‘Ĩ + 1)
16
Examples on Partial Fraction Method
1
∗āļą
𝑑đ‘Ĩ =
2
đ‘Ĩ + 2 (đ‘Ĩ − 3)
Case # 2
1/25
-1/25
1/5
17
Examples on Partial Fraction Method
Case # 2
1
A
∗āļą
𝑑đ‘Ĩ ≡ āļą
2
đ‘Ĩ + 2 (đ‘Ĩ − 3)
đ‘Ĩ+2
1/25
≡ āļą
đ‘Ĩ+2
1
1
≡
āļą
25
đ‘Ĩ+2
1
≡
ln đ‘Ĩ + 2
25
≡ đĨ𝐧
𝑑đ‘Ĩ
B
+āļą
đ‘Ĩ−3
𝑑đ‘Ĩ
C
+āļą
𝑑đ‘Ĩ
2
(đ‘Ĩ − 3)
𝑑đ‘Ĩ
−1/25
+āļą
𝑑đ‘Ĩ
đ‘Ĩ−3
1/5
+āļą
𝑑đ‘Ĩ
2
(đ‘Ĩ − 3)
1
1
1
𝑑đ‘Ĩ − āļą
𝑑đ‘Ĩ + āļą(đ‘Ĩ − 3)−2 𝑑đ‘Ĩ
25
đ‘Ĩ−3
5
1
1
−
ln đ‘Ĩ − 3
− đ‘Ĩ − 3 −1 + 𝑐
25
5
𝒙+𝟐
𝒙−𝟑
𝟏
𝟐𝟓
𝟏
𝟓
−
+đ‘Ē
𝒙−𝟑
18
Examples on Partial Fraction Method
1
∗āļą
𝑑đ‘Ĩ =
2
đ‘Ĩ + 1 (đ‘Ĩ +2đ‘Ĩ + 2)
Case # 3
1
A
Bđ‘Ĩ+C
≡
+
đ‘Ĩ + 1 (đ‘Ĩ 2 +2đ‘Ĩ + 2)
đ‘Ĩ+1
(đ‘Ĩ 2 +2đ‘Ĩ + 2)
By multiplying both sides by (x+1)(x2 + 2x + 2) ; therefore
1 ≡ A (x2 + 2x + 2) + (Bx + C) (x+1)
1 ≡ A (x2 + 2x + 2) + (Bx2 + Bx + Cx + C)
By equating coefficients both sides:
coeff. of x2
→
0 ≡ A+ B
coeff. of x
→
0 ≡ 2A + B + C
coeff. of x0 (constant) →
1 ≡ 2A + C
By solving the 3 equations :
A = 1 ; B = -1 ; C = -1
19
Examples on Partial Fraction Method
Case # 3
1
A
Bđ‘Ĩ+C
∗āļą
𝑑đ‘Ĩ = āļą
𝑑đ‘Ĩ + āļą 2
𝑑đ‘Ĩ
đ‘Ĩ + 1 (đ‘Ĩ 2 +2đ‘Ĩ + 2)
đ‘Ĩ+1
(đ‘Ĩ +2đ‘Ĩ + 2)
1
−đ‘Ĩ − 1
=āļą
𝑑đ‘Ĩ + āļą 2
𝑑đ‘Ĩ
đ‘Ĩ+1
(đ‘Ĩ +2đ‘Ĩ + 2)
1
đ‘Ĩ+1
=āļą
𝑑đ‘Ĩ − āļą 2
𝑑đ‘Ĩ
đ‘Ĩ+1
(đ‘Ĩ +2đ‘Ĩ + 2)
1
1
2(đ‘Ĩ + 1)
=āļą
𝑑đ‘Ĩ − āļą 2
𝑑đ‘Ĩ
đ‘Ĩ+1
2 (đ‘Ĩ +2đ‘Ĩ + 2)
1
= ln đ‘Ĩ + 1 − ln đ‘Ĩ 2 + 2đ‘Ĩ + 2 + 𝑐
2
= ln
(đ‘Ĩ + 1)
đ‘Ĩ 2 + 2đ‘Ĩ + 2
1
2
+𝑐
20
Examples on Long Division Method
(đ‘Ĩ 3 + 2)
∗āļą 2
𝑑đ‘Ĩ =
(đ‘Ĩ +1)
21
Examples on Long Division Method
(đ‘Ĩ 3 + 2)
∗āļą 2
𝑑đ‘Ĩ =
(đ‘Ĩ +1)
āļąđ‘Ĩ
+
−đ‘Ĩ 3 + 2
đ‘Ĩ 2 +1
𝑑đ‘Ĩ
22
23
Download