a)

Для вычисления применим способ внесения выражения под знак дифференциала:

б)

Для вычисления применим способ внесения выражения под знак дифференциала:

в)

Введём подстановку , тогда . Получим:

Применим формулу интегрирования по частям: . В данном случае: . Подставляя эти выражения в формулу, получим:

Для вычисления применим способ внесения выражения под знак дифференциала:

Сделаем обратную замену и получим:

г)

Введём подстановку , тогда

, так как Получим:

Для вычисления применим способ внесения выражения под знак дифференциала:

Сделаем обратную замену и получим:

Вычислить определенные интегралы:

a)б)

a)

б)

Для вычисления применим способ внесения выражения под знак дифференциала:

Исследовать сходимость несобственных интегралов:

a)б)

a)

Для вычисления применим способ внесения выражения под знак дифференциала:

Оба интеграла сходятся, значит, сходится и весь интеграл.

б)

Когда приближается к 1 подынтегральная функция неограниченно возрастает. Таким образом, – особая точка.

Для вычисления применим способ внесения выражения под знак дифференциала:

Стало быть, интеграл сходится и величина его равна .

4. Найти площадь фигуры, ограниченной кривыми (изобразить график).

Построим эскиз фигуры

Площадь S фигуры, ограниченной сверху и снизу соответственно графиками функций и , пересекающимися в точках с абсциссами и , определяется по формуле:

Для нахождения абсцисс точек пересечения данных линий решим систему уравнений этих линий:

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Вычислим площадь фигуры:

5. Изобразить график и найти площадь фигуры, используя полярную систему координат.

В декартовых координатах площадь этой фигуры вычислить достаточно сложно. В нашем случае удобнее перейти к полярным координатам, используя формулы перехода, что существенно упрощает задачу.

Подставляя , найдем уравнение окружности в полярных координатах.

То есть  образ области описывается множеством

и

Вычисляем площадь фигуры в полярных координатах:

6. Вычислить интеграл по замкнутому контуру, используя формулу Грина, изобразить график:

Преобразуем данный криволинейный интеграл к двойному интегралу с помощью формулы Грина .

Так как , то

,

, где область

Составим уравнения сторон данного треугольника как прямых, проходящих через две точки, получим уравнение прямой ; уравнение ; прямой Вычислим двойной интеграл по области D:

Проверим полученный результат непосредственным интегрированием. Контур составлен из трех отрезков . Воспользуемся свойством аддитивности криволинейного интеграла второго рода и представим его как сумму интегралов, взятых по каждому из указанных отрезков.
Запишем

Уравнение следовательно, . Нижний предел интегрирования будет равен значению абсциссы точки а верхний предел – значению ординаты точки  Отрезок определяется уравнением поэтому Точке В соответствует значение , точке – значение . Для отрезка имеем: значит Нижний предел интегрирования будет равен значению абсциссы точки а верхний предел – значению ординаты точки 

Используя формулу получаем

7. Найти решение уравнений:

a) б)

a)

Применим подстановку  , тогда то есть

Таким образом,

б)

Решим соответствующее однородное уравнение: .

Теперь найдем частное решение исходного неоднородного уравнения.

Сопоставим правую часть уравнения с видом правой части, рассмотренным выше.

Итого, частное решение:

Тогда общее решение линейного неоднородного дифференциального уравнения:

8. Найти решение уравнений:

a) б)

a)

Таким образом,

б)

Решим соответствующее однородное уравнение: .

Теперь найдем частное решение исходного неоднородного уравнения.

Сопоставим правую часть уравнения с видом правой части, рассмотренным выше.

Итого, частное решение:

Тогда общее решение линейного неоднородного дифференциального уравнения:

Найдем частное решение:

Таким образом,

9. Найти область сходимости ряда (описать применяемые признаки сходимости):

  Для нахождения области сходимости степенного ряда применим признак Коши:

Данный ряд сходится абсолютно при тех значениях , которые удовлетворяют неравенству:

, или , или , или , или

.

Исследуем сходимость ряда на концах полученного интервала. При ,

данный ряд принимает вид , то есть

Ряд является знакочередующимся.

Исследуем его по признаку Лейбница:

абсолютная величина его общего члена не стремится к нулю при

, то есть ;

Следовательно, по признаку Лейбница ряд расходится. Значит,

не принадлежит области сходимости данного степенного ряда.

При данный ряд принимает вид , то есть .

.

Необходимое условие сходимости ряда не выполняется, следовательно, данный ряд расходится. 

Таким образом, – область сходимости данного степенного ряда.