Перейти к содержанию

Интегрирование по частям

Математика 11 класс Сложность 3/5

Начало урока

Интегрирование по частям

Интегрирование по частям — один из самых мощных методов в математическом анализе для вычисления интегралов от произведений функций. По сути, этот метод «обращает» правило дифференцирования произведения.

🔑 Происхождение: из правила произведения

Вспомним правило дифференцирования произведения:

$$ \frac{d}{dx}[u \cdot v] = u \cdot \frac{dv}{dx} + v \cdot \frac{du}{dx} $$

Теперь проинтегрируем обе части по $x$:

$$ u \cdot v = \int u \, dv + \int v \, du $$

Перегруппировав, получаем формулу интегрирования по частям:

$$ \boxed{\int u \, dv = u \cdot v - \int v \, du} $$

Эта формула преобразует сложный интеграл $\int u \, dv$ в (предположительно) более простой интеграл $\int v \, du$.

📋 Правило LIATE

Самое сложное — выбрать, что обозначить за $u$, а что за $dv$. Мнемоническое правило LIATE помогает выбрать $u$:

БукваТип функцииПример
LЛогарифмическая$\ln x, \log x$
IОбратная тригонометрическая$\arctan x, \arcsin x$
AАлгебраическая$x^2, 3x, x^n$
TТригонометрическая$\sin x, \cos x$
EПоказательная (экспоненциальная)$e^x, 2^x$
Правило: Выбирайте в качестве $u$ функцию, которая стоит раньше в списке LIATE. Оставшийся множитель становится $dv$.

⚙️ Пошаговый алгоритм

  1. Определите, что подынтегральное выражение является произведением двух функций разного типа.
  2. Выберите $u$ по правилу LIATE — возьмите функцию, которая упрощается при дифференцировании.
  3. Обозначьте $dv$ — всё остальное (включая $dx$).
  4. Вычислите $du$, продифференцировав $u$.
  5. Вычислите $v$, проинтегрировав $dv$.
  6. Подставьте в формулу: $\int u\,dv = uv - \int v\,du$
  7. Вычислите оставшийся интеграл $\int v\,du$.

Продолжите этот урок на YourAIZone

В полном уроке — объяснение целиком, разобранные примеры, частые ошибки, тесты с мгновенной проверкой и ИИ-репетитор. Начните сразу как гость или создайте аккаунт, чтобы сохранять прогресс.

В полном уроке

  • Объяснение целиком
  • Разобранные примеры
  • Частые ошибки и как их избежать
  • Тестовые вопросы: 130
  • ИИ-репетитор, который отвечает на вопросы по теме
  • Отслеживание прогресса для ученика, родителей и учителя