أتدرب وأحل المسائل

أتدرب وأحل المسائل

التكامل بالأجزاء

أجد كلاً من التكاملات الآتية:

(x+1)cosxdx (1)

u=x+1dv=cosxdxdu=dxv=sinx(x+1)cosxdx=(x+1)sinxsinxdx=(x+1)sinx+cosx+C

xex/2dx (2)

u=xdv=e12xdxdu=dxv=2e12xxe12xdx=2xe12x2e12xdx=2xe12x4e12x+C

(2x21)exdx (3)

u=2x21dv=exdxdu=4xdxv=ex(2x21)exdx=(2x21)ex+4xexdxu=4xdv=exdxdu=4dxv=ex(2x21)exdx=(2x21)ex4xex+4exdx=(2x21)ex4xex4ex+C=ex(2x2+4x+3)+C

lnxdx (4)

lnxdx=12lnxdxu=lnxdv=12dxdu=1xdxv=12x12lnxdx=12xlnx12dx=12xlnx12x+C

xsinxcosxdx (5)

xsinxcosxdx=12xsin2xdxu=12xdv=sin2xdxdu=12dxv=12cos2xxsinxcosxdx=14xcos2x+14cos2xdx=14xcos2x+18sin2x+C

xsecxtanxdx (6)

u=xdv=secxtanxdxdu=dxv=secxxsecxtanxdx=xsecxsecxdx=xsecxsecx×secx+tanxsecx+tanxdx=xsecxsec2x+secxtanxsecx+tanxdx=xsecxln|secx+tanx|+C

xsin2xdx (7)

xsin2xdx=xcsc2xdxu=xdv=csc2xdxdu=dxv=cotxxcsc2xdx=xcotx+cotxdx=xcotx+cosxsinxdx=xcotx+ln|sinx|+C

lnxx3dx (8)

u=lnxdv=x3dxdu=1xdxv=12x2x3lnxdx=12x2lnx12x21xdx=12x2lnx+12x3dx=12x2lnx14x2+C=lnx2x214x2+C

2x2sec2xtanxdx (9)

u=2x2dv=sec2xtanxdxdu=4xdxv=12tan2x

ملاحظة: لإيجاد v استخدمنا طريقة التعويض، حيث: y=tanx,dx=dysec2x ومنه:

v=sec2xtanxdx=sec2xydysec2x=ydy=12y2=12tan2x2x2sec2xtanxdx=2x2(12tan2x)2xtan2xdxu=2xdv=tan2xdx=(sec2x1)dxdu=2dxv=tanxx2x2sec2xtanxdx=x2tan2x(2x(tanxx)2(tanxx)dx)=x2tan2x2xtanx+2x2+2(sinxcosxx)dx=x2tan2x2xtanx+2x22ln|cosx|x2+C=x2tan2x2xtanx+x22ln|cosx|+C

(x2)8xdx (10)

هذه المسألة يمكن حلها بالتعويض، حيث: (u=8x أو u=8x) 

وحلها بالأجزاء كالآتي:

u=x2dv=(8x)12dxdu=dxv=23(8x)32(x2)8xdx=(x2)×23(8x)3223(8x)32dx=23(x2)(8x)32415(8x)52+C

x3cos2xdx (11)

بالأجزاء 3 مرات، لنستخدم طريقة الجدول:

حل السؤال 11

x3cos2xdx=12x3sin2x+34x2cos2x34xsin2x38cos2x+C

x6xdx (12)

x6xdx=x6xdxu=xdv=6xdxdu=dxv=6xln6x6xdx=x6xln6+6xln6dx=x6xln66x(ln6)2+C

exsin2xdx (13)

u=exdv=sin2xdxdu=exdxv=12cos2xexsin2xdx=12excos2x12excos2xdxu=12exdv=cos2xdxdu=12exdxv=12sin2xexsin2xdx=12excos2x14exsin2x14exsin2xdxexsin2xdx+14exsin2xdx=14ex(sin2x+2cos2x)+C54exsin2xdx=14ex(sin2x+2cos2x)+Cexsin2xdx=15ex(sin2x+2cos2x)+C

cosxlnsinxdx (14)

u=lnsinxdv=cosxdxdu=cosxsinxdxv=sinxcosxlnsinxdx=sinxlnsinxcosxdx=sinxlnsinxsinx+C

exln(1+ex)dx (15)

u=ln(1+ex)dv=exdxdu=ex1+exdxv=exexln(1+ex)dx=exln(1+ex)e2x1+exdx=exln(1+ex)(ex+11+ex)dx=exln(1+ex)(ex+exex+1)dx=exln(1+ex)exln(1+ex)+C

أجد قيمة كل من التكاملات الآتية:

0π/2excosxdx (16)

excosxdx=12ex(sinx+cosx)+C0π2excosxdx=12ex(sinx+cosx)|0π2=12eπ212e0=12eπ212

1elnx2dx (17)

1elnx2dx=1e2lnxdxu=2lnxdv=dxdu=2xdxv=x1e2lnxdx=2xlnx|1e1e2dx=2xlnx|1e2x|1e=2elne2ln12e+2=2e02e+2=2

12ln(xex)dx (18)

12ln(xex)dx=12(lnx+lnex)dx=12(lnx+x)dx=12lnxdx+12xdx

نجد بطريقة 12lnxdx الأجزاء:

u=lnxdv=dxdu=1xdxv=x12lnxdx=xlnx|1212dx=xlnx|12x|12=2ln2ln12+1=2ln2112xdx=12x2|12=4212=3212ln(xex)dx=2ln21+32=2ln2+12

π/12π/9xsec23xdx (19)

u=xdv=sec23xdxdu=dxv=13tan3xπ12π9xsec23xdx=13xtan3x|π12π9π12π913tan3xdx=13xtan3x|π12π9π12π913sin3xcos3xdx=13xtan3x|π12π9+19lncos3x|π12π9=π27tanπ3π36tanπ4+19lncosπ319lncosπ4=π327π36+19ln1219ln12

1ex4lnxdx (20)

u=lnxdv=x4dxdu=dxxv=15x51ex4lnxdx=15x5lnx|1e1e15x4dx=15x5lnx|1e125x5|1e=15e50125e5+125=4e5+125

0π/2x2sinxdx (21)

نجد x2sinxdx باستخدام طريقة الجدول:

حل السؤال 21

x2sinxdx=x2cosx+2xsinx+2cosx+C0π2x2sinxdx=x2cosx+2xsinx+2cosx|0π2=π2

01x(e2x+ex)dx (22)

u=xdv=(e2x+ex)dxdu=dxv=12e2xex01x(e2x+ex)dx=12xe2xxex|0101(12e2xex)dx=12xe2xxex|01(14e2x+ex)|01=12e2e114e2e1+14+1=34e22e1+54

01xex(1+x)2dx (23)

u=xexdv=(1+x)2dxdu=(xex+ex)dx=ex(x+1)dxv=(1+x)101xex(1+x)2dx=xex(1+x)1|01+01ex(x+1)(1+x)dx=xex1+x|01+ex|01=e2+e1=12e1

01x3xdx (24)

u=xdv=3xdxdu=dxv=3xln301x3xdx=x3xln3|01013xln3dx=x3xln3|013x(ln3)2|01=3ln33(ln3)2+1(ln3)2=3ln32(ln3)2

أجد كلاً من التكاملات الآتية:

x3ex2dx (25)

y=x2dx=dy2xx3ex2dx=x3eydy2x=12x2eydy=12yeydyu=12ydv=eydydu=12dyv=ey12yeydy=12yey12eydy=12yey12ey+Cx3ex2dx=12x2ex212ex2+C

cos(lnx)dx (26)

y=lnxdydx=1xdx=xdy,x=eycos(lnx)dx=xcosydy=eycosydyeycosydy=12ey(siny+cosy)+Ccos(lnx)dx=12elnx(sinlnx+coslnx)+C=12x(sinlnx+coslnx)+C

x3sinx2dx (27)

y=x2dx=dy2xx3sinx2dx=x3sinydy2x=12x2sinydy=12ysinydyu=12ydv=sinydydu=12dyv=cosy12ysinydy=12ycosy+12cosydy=12ycosy+12siny+Cx3sinx2dx=12x2cosx2+12sinx2+C

ecosxsin2xdx (28)

y=cosxdx=aysinxecosxsin2xdx=ey(2sinxcosx)dysinx=2yeydyu=2ydv=eydydu=2dyv=ey2yeydy=2yey+2eydy=2yey+2ey+Cecosxsin2xdx=2cosxecosx+2ecosx+C

sinxdx (29)

y=cosxdx=aysinxecosxsin2xdx=ey(2sinxcosx)dysinx=2yeydyu=2ydv=eydydu=2dyv=ey2yeydy=2yey+2eydy=2yey+2ey+Cecosxsin2xdx=2cosxecosx+2ecosx+C

x3ex2(x2+1)2dx (30)

y=x2dydx=2xdx=dy2xx3ex2(x2+1)2dx=x3ey(y+1)2dy2x=12x2ey(y+1)2dy=12yey(y+1)2dyu=12yeydv=1(y+1)2dydu=12(yey+ey)dy=12ey(y+1)dyv=1y+112yey(y+1)2dy=yey2(y+1)+1y+1×12ey(y+1)dy=yey2(y+1)+12eydy=yey2(y+1)+12ey+Cx3ex2(x2+1)2dx=x2ex22(x2+1)+12ex2+C=ex22(x2+1)+C

منحنى الاقترانإذا كان الشكل المجاور يمثل منحنى الاقتران: f(x)=exsin2x، حيث: x0 فأجيب عن الأسئلة الثلاثة الآتية تباعاً:

(31) أجد إحداثيي كل من النقطة A، والنقطة B.

 الإحداثيان x للنقطتين A وB هما أصغر حلين موجبين للمعادلة:

f(x)=exsin2x=0sin2x=02x=π,2π,x=π2,π,A(π2,0),B(π,0)

(32) أجد مساحة المنطقة المظللة.

A=0π2exsin2xdx+(π2πexsin2xdx)

للبسيط سنجد أولاً: exsin2xdx (التكامل غير المحدود)

u=exdv=sin2xdxdu=exdxv=12cos2xexsin2xdx=12excos2x12excos2xdxu=12exdv=cos2xdxdu=12exdxv=12sin2xexsin2xdx=12excos2x14exsin2x14exsin2xdxexsin2xdx+14exsin2xdx=12excos2x14exsin2x54exsin2xdx=12excos2x14exsin2x+Cexsin2xdx=15ex(2cos2x+sin2x)+CA=15ex(2cos2x+sin2x)|0π2+15ex(2cos2x+sin2x)|π2π=25eπ2+25+25eπ+25eπ2=25(1+eπ+2eπ2)

(33) يتحرك جسيم في مسار مستقيم، وتعطى سرعته المتجهة بالاقتران: v(t)=tet/2، حيث t الزمن بالثواني، وv سرعته المتجهة بالمتر لكل ثانية. إذا بدأ الجسيم الحركة من نقطة الأصل، فأجد موقعه بعد t ثانية.

s(t)=tet2dtu=tdv=et2dtdu=dtv=2et2s(t)=2tet22et2dt=2tet24et2+Cs(0)=04+C0=04+CC=4s(t)=2tet24et2+4

في كل مما يأتي المشتقة الأولى للاقتران f(x)، ونقطة يمر بها منحنى y=f(x). أستعمل المعلومات المعطاة لإيجاد قاعدة الاقتران f(x):

f(x)=(x+2)sinx;(0,2) (34)

f(x)=(x+2)sinxdxu=x+2dv=sinxdxdu=dxv=cosxf(x)=(x+2)cosx+cosxdx=(x+2)cosx+sinx+Cf(0)=2+0+C2=2+0+CC=4f(x)=(x+2)cosx+sinx+4

f(x)=2xex;(0,3) (35)

f(x)=2xexdxu=2xdv=exdxdu=2dxv=exf(x)=2xex+2exdx=2xex2ex+Cf(0)=02+C3=2+CC=5f(x)=2xex2ex+5

لوحة مفاتيح(36) دورة تدريبية: تقدمت دعاء لدورة تدريبية متقدمة في الطباعة. إذا كان عدد الكلمات التي تطبعها دعاء في الدقيقة يزداد بمعدل: N(t)=(t+6)e0.25t، حيث N(t) عدد الكلمات التي تطبعها دعاء في الدقيقة بعد t أسبوعاً من التحاقها بالدورة، فأجد N(t)، علماً بأن دعاء كانت تطبع 40 كلمة في الدقيقة عند بدء الدورة.

N(t)=(t+6)e0.25tdtu=t+6dv=e0.25tdtdu=dtv=4e0.25tN(t)=4(t+6)e0.25t+4e0.25tdt=4(t+6)e0.25t16e0.25t+CN(0)=2416+C40=2416+CC=80N(t)=4(t+6)e0.25t16e0.25t+80

إعداد : شبكة منهاجي التعليمية

10 / 07 / 2023

النقاشات