10. Neurčitý a určitý integrál Repetitorium z matematiky Podzim 2012 Ivana Medková Osnova: •1 Neurčitý integrál •2 Geometrická interpretace •3 Základní vzorce pro integrování •4 Určitý integrál •5 Užití integračního počtu • 5. 1 Obsah rovinného útvaru • 5. 2 Další příklady využití • 2 1 Neurčitý integrál •Funkce F se nazývá primitivní k funkci f na intervalu (a;b), jestliže pro každé x є (a;b) platí: • • •Množinu všech primitivních funkcí k dané funkci f nazýváme neurčitým integrálem funkce f a zapisujeme: • • přičemž • • • • 3 integrovaná funkce integrační proměnná integrační konstanta integrační znak Výpočet neurčitého integrálu = integrování funkce f diferenciál integrační proměnné E:\ZÁLOHA_DAT_HPProbook5310m_5.11.2011\Documents\Pracovna\VÝUKA na KATEDŘE FY\MATIKA\Derivace,integraly_obrazky\IMG.jpg 4 Známe-li graf jedné primitivní funkce F k funkci f na intervalu J, pak grafy všech primitivních funkcí k funkci f v intervalu J dostaneme posunutím grafu funkce F ve směru osy y. 2 Geometrická interpretace Na obrázku jsou uvedeny grafy některých primitivních funkcí k funkci f(x) = 2x. Všechny tyto primitivní funkce k funkci f(x) lze vyjádřit ve tvaru F(x) = x2 + C, kde C є R. 5 3 Základní vzorce E:\ZÁLOHA_DAT_HPProbook5310m_5.11.2011\Documents\Pracovna\VÝUKA na KATEDŘE FY\MATIKA\Derivace,integraly_obrazky\IMG_0002.jpg 6 Existují-li v otevřeném intervalu J primitivní funkce k funkcím f(x), g(x) a jsou-li c1, c2 libovolné konstanty, pak platí následující vztahy: Úlohy: Vypočítejte integrály: a) ∫ (x3 - 6x2 + 5x – 4) dx = e) ∫ ((3x2 + 4x + 2) / 3x) dx = b) ∫ (x – 1)2 dx = f) ∫ (3 ∙ 2x - 5sin x + 1) dx = c) ∫ (2 – √x)2 dx = d) ∫ (x – 1)2 (x2 + 1) dx = g) 7 4 Určitý integrál Nechť F je primitivní funkce k funkci f v intervalu I. Rozdíl F(b) – F(a) funkčních hodnot funkce F v libovolných bodech a, b tohoto intervalu se nazývá určitý integrál funkce f v mezích od a do b a značí se: Při výpočtu integrálu zpravidla využíváme tento způsob zápisu: Horní mez Dolní mez Úlohy: Vypočítejte integrály: E:\ZÁLOHA_DAT_HPProbook5310m_5.11.2011\Documents\Pracovna\VÝUKA na KATEDŘE FY\MATIKA\Derivace,integraly_obrazky\IMG_0003 - Kopie.jpg E:\ZÁLOHA_DAT_HPProbook5310m_5.11.2011\Documents\Pracovna\VÝUKA na KATEDŘE FY\MATIKA\Derivace,integraly_obrazky\IMG_0003 - Kopie - Kopie.jpg 5 Užití integračního počtu •5. 1 Obsah rovinného útvaru • • • • • • 8 b) Obsah obrazce ohraničeného grafy spojitých funkcí f(x) a g(x): a) Obsah křivočarého lichoběžníku: Úlohy •1) Vypočítejte obsah rovinného útvaru, který je ohraničen křivkami f: y = x2 + 1, y = 0, x = -1, x = 2. • •2) Vypočítejte obsah rovinného útvaru, který je omezen křivkou y = x2 - 4 a osou x. • •3) Vypočítejte obsah obrazce ohraničeného grafy funkcí •f: y = 2 - x2, g: y = x. • • • 9 5 Užití integračního počtu • •5. 2 Další příklady využití • a) Výpočet objemu rotačního tělesa b) Výpočet obsahu pláště rotačního tělesa c) Fyzikální aplikace (dráha přímočarého pohybu, práce) • • • 10 Literatura •Delventhal, K., M., Kissner, A., Kulick, M. Kompendium matematiky. Praha: Euromedia Group k. s., 2003. •Bušek, I. a kol. Základní poznatky z matematiky. Matematika pro gymnázia, Praha: Prometheus, 1992. •Hrubý, D., Kubát, J. Matematika pro gymnázia – Diferenciální a integrální počet. Praha: Prometheus, 1997. •Polák, J. Přehled středoškolské matematiky. Praha: Prometheus, 1998. •Vošický Zdeněk. Matematika v kostce pro střední školy. Havlíčkův Brod: Fragment, 2003. • 11