Boshlang'ich funksiya topish (noaniq integral) F(x)+C ko'rinishidagi cheksiz ko'p funksiyalar oilasini beradi. Amaliy masalalarda esa ko'pincha aniq bir sonli natija zarur bo'ladi:
O'zgaruvchan tezlik bilan harakatlanayotgan jism bosib o'tgan masofa (s=∫t1t2v(t)dt);
Egri chiziqlar bilan chegaralangan notekis figuralar yuzasi;
O'zgaruvchan kuch bajargan mexanik ish.
Bunday masalalarni yechish uchun soha cheksiz ko'p kichik qismlarga bo'linib, hosil bo'lgan yig'indining limiti olinadi. Bu tushuncha aniq integral deb ataladi.
Nyuton va Leybnits tomonidan kashf etilgan formula cheksiz yig'indilarni hisoblash o'rniga, shunchaki boshlang'ich funksiyaning oraliq chegaralaridagi qiymatlari ayirmasini olish kifoya ekanini ko'rsatdi.
Asosiy g'oya
1. Aniq integral va egri chiziqli trapetsiya
[a;b] kesmada uzluksiz va f(x)≥0 funksiya berilgan bo'lsin. Yuqoridan y=f(x) grafigi, pastdan Ox o'qi, ikki yonidan x=a va x=b to'g'ri chiziqlari bilan chegaralangan shakl egri chiziqli trapetsiya deyiladi.
Kesmani n ta bo'lakka bo'lib, to'g'ri to'rtburchaklar yuzalari yig'indisi limitini olsak, aniq integral hosil bo'ladi:
∫abf(x)dx=limn→∞∑i=1nf(ξi)Δxi
Belgilashlar:
a — quyi chegara, b — yuqori chegara;
f(x) — integral ostidagi funksiya, dx — differensial.
Farqi: Noaniq integral — bu funksiyalar to'plami (F(x)+C), aniq integral esa — haqiqiy sondir.
2. Nyuton-Leybnits formulasi
Agar F(x) funksiya f(x) ning biror boshlang'ich funksiyasi bo'lsa (F′(x)=f(x)), u holda:
∫abf(x)dx=F(x)∣ab=F(b)−F(a)
Integrallash doimiysi C aniq integralda qisqarib ketadi: (F(b)+C)−(F(a)+C)=F(b)−F(a).
1. Chegaralarni almashtirib qo'yish (quyi chegaradan yuqorini ayirish).
✗ ∫132xdx=F(1)−F(3)=1−9=−8 deb yozish.
✓ Nyuton-Leybnits formulasida qat'iy ravishda yuqori chegaradagi qiymatdan quyi chegaradagi qiymat ayiriladi: F(b)−F(a)=9−1=8.
2. Murakkab argument koeffitsiyentini (k1) unutish.
✗ ∫0πcos(2x)dx=sin(2x)∣0π deb yozish.
✓ Argument kx+b ko'rinishida bo'lsa, boshlang'ich funksiya oldiga k1 ko'paytuvchisi chiqadi: ∫0πcos(2x)dx=21sin(2x)0π=0.
3. Modulli funksiyani oraliqlarga ajratmasdan integrallash.
✗ ∫02∣x−1∣dx=2x2−x02=∣2−2∣=0 deb xato qilish.
✓ Modul ichidagi ifodaning ishorasi o'zgaradigan nol nuqtasi (x=1) orqali oraliq ikkiga ajratilib integrallanadi: to'g'ri natija 1 ga teng.
4. Integrallash doimiysi C ni aniq integralda ham qo'shib hisoblash.
✗ ∫123x2dx=(x3+C)∣12=8+C−1−C... deb C ni izlash.
✓ Aniq integralda o'zgarmas C doimo ayirmada qisqarib ketadi (C−C=0), uni yozish shart emas.
DTM uslubidagi test
Ushbu mavzu bo'yicha tayyorlangan 5 ta test savoli platformada interaktiv tarzda ishlaydi: o'z javobingizni tanlang va to'liq yechimni ko'ring.
Keyingi qadam
Biz aniq integralni hisoblash qoidalari va Nyuton-Leybnits formulasi bilan tanishdik. Keyingi darsda aniq integralning eng asosiy geometrik tatbiqi — tekislikdagi murakkab shakllar va egri chiziqlar bilan chegaralangan sohalar yuzasini hisoblashni o'rganamiz.