Κατάλογος ορισμένων ολοκληρωμάτων

Από testwiki
Μετάβαση στην πλοήγηση Πήδηση στην αναζήτηση

Αυτή η σελίδα περιέχει έναν κατάλογο ορισμένων ολοκληρωμάτων[1][2]. Για τα λοιπά ολοκληρώματα δείτε τους αντίστοιχους καταλόγους ολοκληρωμάτων.

Στα μαθηματικά, το ορισμένο ολοκλήρωμα

abf(x)dx

είναι το εμβαδόν της περιοχής στο επίπεδο xy που οριοθετείται από τη γραφική παράσταση της f, τον άξονα x και τις ευθείες x = a και x = b, έτσι ώστε το εμβαδόν πάνω από τον άξονα x να προστίθεται στο σύνολο και το εμβαδόν κάτω από τον άξονα x να αφαιρείται από το σύνολο.[3]

Το θεμελιώδες θεώρημα του λογισμού καθορίζει τη σχέση μεταξύ αόριστων και ορισμένων ολοκληρωμάτων και εισάγει μια τεχνική για την αξιολόγηση ορισμένων ολοκληρωμάτων.

Εάν το διάστημα είναι άπειρο, το ορισμένο ολοκλήρωμα ονομάζεται ακατάλληλο ολοκλήρωμα και ορίζεται με τη χρήση κατάλληλων διαδικασιών περιορισμού. για παράδειγμα:

af(x)dx=limb[abf(x)dx]

Μια σταθερά, όπως το π, που μπορεί να οριστεί από το ολοκλήρωμα μιας αλγεβρικής συνάρτησης σε ένα αλγεβρικό πεδίο, είναι γνωστή ως περίοδος.

Ακολουθεί ένας κατάλογος μερικών από τα πιο συνηθισμένα ή ενδιαφέροντα ορισμένα ολοκληρώματα[4]. Για έναν κατάλογο των αόριστων ολοκληρωμάτων βλέπε Κατάλογος αόριστων ολοκληρωμάτων.

Ορισμένα ολοκληρώματα που περιλαμβάνουν ρητές ή άρρητες εκφράσεις

0dx1+xp=π/psin(π/p)for (p)>1
0xp1dx1+x=πsin(pπ)for 0<p<1
0xmdxxn+an=πamn+1nsin(m+1nπ)for 0<m+1<n
0xmdx1+2xcosβ+x2=πsin(mπ)sin(mβ)sin(β)
0adxa2x2=π2
0aa2x2dx=πa24
0axm(anxn)pdx=am+1+npΓ(m+1n)Γ(p+1)nΓ(m+1n+p+1)
0xmdx(xn+an)r=(1)r1πam+1nrΓ(m+1n)nsin(m+1nπ)(r1)!Γ(m+1nr+1)for n(r2)<m+1<nr

Ορισμένα ολοκληρώματα που περιλαμβάνουν τριγωνομετρικές συναρτήσεις

0πsin(mx)sin(nx)dx={0if mnπ2if m=nfor m,n positive integers
0πcos(mx)cos(nx)dx={0if mnπ2if m=nfor m,n positive integers
0πsin(mx)cos(nx)dx={0if m+n even2mm2n2if m+n oddfor m,n integers.
0π2sin2(x)dx=0π2cos2(x)dx=π4
0π2sin2m(x)dx=0π2cos2m(x)dx=1×3×5××(2m1)2×4×6××2mπ2for m=1,2,3
0xsin2m(t)dt=(2m1)!!(2m)!!(xsin(x)cos(x)(1+k=1sin2k(x)(2k)!!(2k+1)!!))for m=1,2,3
0xcos2m(t)dt=(2m1)!!(2m)!!(xsin(x)cos(x)(1+k=1cos2k(x)(2k)!!(2k+1)!!))for m=1,2,3
0π2sin2m+1(x)dx=0π2cos2m+1(x)dx=2×4×6××2m1×3×5××(2m+1)for m=1,2,3
0π2sin2p1(x)cos2q1(x)dx=Γ(p)Γ(q)2Γ(p+q)=12B(p,q)
0sin(px)xdx={π2if p>00if p=0π2if p<0 (βλ. ολοκλήρωμα Ντίριχλετ)
0sinpxcosqxx dx={0 if q>p>0π2 if 0<q<pπ4 if p=q>0
0sinpxsinqxx2 dx={πp2 if 0<pqπq2 if 0<qp
0sin2pxx2 dx=πp2
01cospxx2 dx=πp2
0cospxcosqxx dx=lnqp
0cospxcosqxx2 dx=π(qp)2
0cosmxx2+a2 dx=π2aema
0xsinmxx2+a2 dx=π2ema
0sinmxx(x2+a2) dx=π2a2(1ema)
02πdxa+bsinx=2πa2b2
02πdxa+bcosx=2πa2b2
0π2dxa+bcosx=cos1(ba)a2b2
02πdx(a+bsinx)2=02πdx(a+bcosx)2=2πa(a2b2)3/2
02πdx12acosx+a2=2π1a2for 0<a<1
0πxsinx dx12acosx+a2={πaln|1+a|if |a|<1πaln|1+1a|if |a|>1
0πcosmx dx12acosx+a2=πam1a2for a2<1 , m=0,1,2,
0sinax2 dx=0cosax2=12π2a
0sinaxn=1na1/nΓ(1n)sinπ2nfor n>1
0cosaxn=1na1/nΓ(1n)cosπ2nfor n>1
0sinxx dx=0cosxx dx=π2
0sinxxp dx=π2Γ(p)sin(pπ2)for 0<p<1
0cosxxp dx=π2Γ(p)cos(pπ2)for 0<p<1
0sinax2cos2bx dx=12π2a(cosb2asinb2a)
0cosax2cos2bx dx=12π2a(cosb2a+sinb2a)

Ορισμένα ολοκληρώματα που περιλαμβάνουν εκθετικές συναρτήσεις

0xexdx=12π (βλ. επίσης Συνάρτηση Γάμμα)
0eaxcosbxdx=aa2+b2
0eaxsinbxdx=ba2+b2
0eaxsinbxxdx=tan1ba
0eaxebxxdx=lnba
0eaxcos(bx)xdx=lnba
0eax2dx=12πafor a>0 (το γκαουσιανό ολοκλήρωμα)
0eax2cosbxdx=12πae(b24a)
0e(ax2+bx+c)dx=12πae(b24ac4a)erfcb2a, where erfc(p)=2πpex2dx
e(ax2+bx+c) dx=πae(b24ac4a)
0xneax dx=Γ(n+1)an+1
0x2eax2dx=14πa3for a>0
0x2neax2dx=2n12a0x2(n1)eax2dx=(2n1)!!2n+1πa2n+1=(2n)!n!22n+1πa2n+1for a>0 , n=1,2,3 (όπου !! είναι το διπλό παραγοντικό)
0x3eax2dx=12a2for a>0
0x2n+1eax2dx=na0x2n1eax2dx=n!2an+1for a>0 , n=0,1,2
0xmeax2 dx=Γ(m+12)2a(m+12)
0e(ax2bx2) dx=12πae2ab
0xex1 dx=ζ(2)=π26
0xn1ex1 dx=Γ(n)ζ(n)
0xex+1 dx=112122+132142+=π212
0xnex+1 dx=n!(2n12n)ζ(n+1)
0sinmxe2πx1 dx=14cothm212m
0(11+xex) dxx=γ (όπου γ είναι η σταθερά Όιλερ-Μαστσερόνι)
0ex2exx dx=γ2
0(1ex1exx) dx=γ
0eaxebxxsecpx dx=12lnb2+p2a2+p2
0eaxebxxcscpx dx=tan1bptan1ap
0eax(1cosx)x2 dx=cot1aa2ln|a2+1a2|
ex2dx=π
x2(n+1)e12x2dx=(2n+1)!2nn!2πfor n=0,1,2,

Ορισμένα ολοκληρώματα που περιλαμβάνουν λογαριθμικές συναρτήσεις

01xm(lnx)ndx=(1)nn!(m+1)n+1for m>1,n=0,1,2,
1xm(lnx)ndx=(1)n+1n!(m+1)n+1for m<1,n=0,1,2,
01lnx1+xdx=π212
01lnx1xdx=π26
01ln(1+x)xdx=π212
01ln(1x)xdx=π26
0ln(a2+x2)b2+x2 dx=πbln(a+b)for a,b>0
0lnxx2+a2 dx=πlna2afor a>0

Ορισμένα ολοκληρώματα που περιλαμβάνουν υπερβολικές συναρτήσεις

0sinaxsinhbx dx=π2btanhaπ2b

0cosaxcoshbx dx=π2b1coshaπ2b

0xsinhax dx=π24a2

0x2n+1sinhax dx=c2n+1(πa)2(n+1),c2n+1=(1)n2(12k=0n1(1)k(2n+12k+1)c2k+1),c1=14

01coshax dx=π2a

0x2ncoshax dx=d2n(πa)2n+1,d2n=(1)n2(14nk=0n1(1)k(2n2k)d2k),d0=12

Ολοκληρώματα Φρουλάνι

0f(ax)f(bx)x dx=(limx0f(x)limxf(x))ln(ba) ισχύει εάν το ολοκλήρωμα υπάρχει και το f(x) είναι συνεχές.

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

Δείτε επίσης

Βιβλιογραφία

Παραπομπές

Πρότυπο:Reflist

Πηγές

Πρότυπο:Κατάλογοι ολοκληρωμάτων Πρότυπο:Portal bar Πρότυπο:Authority control