Upload
aekkasit-senaart
View
365
Download
7
Tags:
Embed Size (px)
DESCRIPTION
lllll
Citation preview
โดย รองศาสตราจารย ดร. ธีระศักด์ิ อุรัจนานนท
บทที่ 7 เทคนิคการอินทิเกรตทีละสวน
จากวิธีการหาคาอินทิกรัลของฟงกชันตาง ๆ ไปแลวหลายประเภท แตก็มีบางฟงกชันที่สําคัญที่ยังไมสามารถหาคาอินทิกรัลไดโดยวิธีการดังกลาว จึงมีวิธีการอินทิเกรตแบบตาง ๆ เพื่อที่จะทําฟงกชันที่สําคัญสามารถหาคาอินทิกรัลได ซ่ึงเราเรียกวา เทคนิคการอินทิเกรต
(Techniques of Integration) มีหลายวิธีเชน เทคนิคการอินทิเกรตทีละสวน เทคนิคการอินทิเกรตโดยการแทนคาดวยฟงกชันตรีโกณมิติ เทคนิคการอินทิเกรตโดยการแยกเปนเศษสวนยอย
การอินทิเกรตทีละสวน (Integration by parts)
ถา ( )xfu = และ ( )xgv = เปนฟงกชันสองฟงกชันใด ๆ ที่สามารถหาอนุพันธไดแลว จากหลักการดิฟเฟอเรนเชียลของผลคูณ
( ) vduudvuvd +=
เมื่อทําการอินทิเกรตทั้งสองขางจะได
( ) ∫∫∫ += vduudvuvd
∫∫ +=+ vduudvCuv
หรือ ∫∫ +−= Cvduuvudv
เนื่องจากทางดานขวามือ ยังคงมีอินทิกรัลอยูอีก ซ่ึงเมื่ออินทิเกรตแลวจะมีคาคงตัวของการอินทิเกรตเกิดขึ้นอีกหนึ่งตัว ดังนั้นในขั้นตอนนี้จึงยังไมจําเปนตองบวกดวย คาคงตัว จะได
∫ ∫−= vduuvudv
โดย รองศาสตราจารย ดร. ธีระศักด์ิ อุรัจนานนท
2
เรียกวา สูตรของการอินทิเกรตทีละสวน เพื่อจะชวยใหการอินทิเกรตที่ยุงยากงายขึ้นกวาเดิมมาก ซ่ึงลักษณะของตัวถูกอินทิเกรต ที่ใชเทคนิคของการอินทิเกรตทีละสวน มีลักษณะดังนี้
1. ตัวถูกอินทิเกรตอยูในรูปผลคูณทั่วไป เชน ∫ ∫ ∫ xdxedxxexdxx xx sin,,cos 2 เปนตน
2. ตัวถูกอินทิเกรตที่มีฟงกชันลอการิทึมประกอบอยู เชน ∫ ∫ xdxxdxx ln,ln3 เปนตน
3. ตัวถูกอินทิเกรตที่มีฟงกชันตรีโกณมิติผกผันประกอบอยู เชน
∫ ,arctan xdx ∫ xdxx arcsin เปนตน
4. ตัวถูกอินทิเกรตที่อยูในรูปผลคูณของ xx nm sectan หรือ xecx nm coscot เมื่อ
m เปนจํานวนคูบวก และn เปนจํานวนคี่บวก เชน ∫ ,sectan 32 xdxx
∫ xdxecx 34 coscot เปนตน
5. ตัวถูกอินทิเกรตที่มีฟงกชันตรีโกณมิติที่มีเลขยกกําลังเปนจํานวนเต็มบวก เชน
∫ ,sin 2 xdx ∫ xdx3sec เปนตน
นอกจากนั้นเทคนิคของการอินทิเกรตทีละสวน ใชในการพิสูจนเกี่ยวกับสูตรลดทอน
(Reduction Formula)
หลักการเลือก u และ dv
เปนการพิจารณาตัวถูกอินทิเกรต ซ่ึงแบงออกเปน 2 สวน เพื่อใหเขากับลักษณะของสูตรของการอินทิเกรตทีละสวนที่จะตองใช โดยสวนหนึ่งเปน u และอีกสวนหนึ่งเปน dv และ dv
ควรเปนพจนที่ซับซอน แตสามารถอินทิเกรตหา v ไดงาย และพจนที่เหลือจะเปน u โดยเมื่อหาอนุพันธแลว จะไดพจนที่ดูงายขึ้น
โดย รองศาสตราจารย ดร. ธีระศักด์ิ อุรัจนานนท
3
ตัวอยางการเลือก u และdv จากตัวถูกอินทิเกรตในรูปลักษณะที่ตาง ๆ กันดังนี้
1. ตัวถูกอินทิเกรตอยูในรูปผลคูณฟงกชันพหุนามกับฟงกชันตรีโกณมิติ ใหเลือก u เปนฟงกชัน พหุนาม และที่เหลือเปนdv เชน
dxxx n∫ sin เลือก nxu = และ xdxdv sin=
dxxx n∫ 3cos เลือก 2xu = และ xdxdv 3cos=
2. ตัวถูกอินทิเกรตอยูในรูปผลคูณฟงกชันพหุนามกับฟงกชันเอกซโพเนนเชียล ใหเลือก u เปนฟงกชันพหุนาม และที่เหลือเปนdv เชน
dxex xn∫ เลือก nxu = และ dxedv x=
3. ตัวถูกอินทิเกรตอยูในรูปผลคูณฟงกชันพหุนามกับฟงกชันลอการิทึม หรือตัวถูกอินทิเกรตเปนฟงกชันลอการิทึมอยางเดียว ใหเลือก u เปนฟงกชันลอการิทึม และที่เหลือเปนdv เชน
dxxx n∫ ln เลือก xu ln= และ dxxdv n=
dxx∫ ln เลือก xu ln= และ dxdv =
4. ตัวถูกอินทิเกรตอยูในรูปผลคูณฟงกชันพหุนามกับฟงกชันตรีโกณมิติผกผันหรือตัวถูกอินทิเกรตเปนฟงกชันตรีโกณมิติผกผันอยางเดียวใหเลือก u เปนฟงกชันตรีโกณมิติผกผัน และที่เหลือเปนdv เชน
dxxx∫ arccos เลือก xu arccos= และ xdxdv =
dxx∫ arctan เลือก xu arctan= และ dxdv =
โดย รองศาสตราจารย ดร. ธีระศักด์ิ อุรัจนานนท
4
5. ตัวถูกอินทิเกรตอยูในรูปผลคูณฟงกชันเอกซโพเนนเชียลกับฟงกชันตรีโกณมิติ จะเลือก u เปนฟงกชันเอกซโพเนนเชียลหรือฟงกชันตรีโกณมิติก็ได และที่เหลือเปนdv เชน
dxxe x∫ cos เลือก xeu = และ xdxdv cos=
หรือ dxxe x∫ cos เลือก xu cos= และ dxedv x=
การหาคาอินทิกรัลของการอินทิเกรตทีละสวน มีขั้นตอนดังนี้
1. เลือก u และdv
2. หาdu โดยนํา u มาหาอนุพันธ และหา v โดยนํา dv มาทําการอินทิเกรต
3. แทนคา vduu ,, และdv ที่ไดจากขอ 1 และ 2 ในสูตรสําหรับการอินทิเกรตทีละสวน คือ
∫ ∫−= vduuvudv
4. หาคาอินทิกรัลของ ∫vdu หรือบางกรณี ∫vdu นั้น อาจจะใชเทคนิคของการอินทิเกรตทีละ
สวนอีก ก็ใหทําการอินทิเกรตไปเรื่อย ๆ จนกวาจะไดคาอินทิกรัล
5. ในการอินทิเกรตทีละสวน ถามีคาอินทิกรัล ∫udv เกิดขึ้นทางดานขวาใหนํามารวมกับ ∫udv
ที่มีอยูทางดานซายทุกครั้ง
6. ใหใสคาคงตัว c ที่คําตอบสุดทายของการหาคาอินทิกรัล
โดย รองศาสตราจารย ดร. ธีระศักด์ิ อุรัจนานนท
5
ตัวอยาง 1 จงหาคาของ ∫ xdxx 3sin
วิธีทํา ให xu = และ xdxdv 3sin=
ดังนั้น dxdu = และ ∫ −== xxdx v 3cos313sin
แทนคาในสูตร ∫ ∫−= vduuvudv
จะได ∫ xdxx 3sin ∫ ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−−−= dxxxx 3cos
313cos
31
∫+−= xdxxx 3cos313cos
31
( )∫+−= xxdxx 33cos913cos
31
cxxx ++−= 3sin913cos
31
โดย รองศาสตราจารย ดร. ธีระศักด์ิ อุรัจนานนท
6
ตัวอยาง 2 จงหาคาของ ∫ dxex x42
วิธีทํา ให 2xu = และ dxedv x4=
ดังนั้น xdxdu 2= และ ∫ == xx edxe v 44
41
แทนคาในสูตร ∫ ∫−= vduuvudv
จะได ∫ dxex x42 ( )∫ ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−= xdxeex xx 2
41
41 442
∫−= dxxeex xx 442
21
41 ( )1
พิจารณา ∫ dxxe x4 โดยทําการอินทิเกรตทีละสวนอีกครั้ง นั่นคือ
ให xu = และ dxedv x4=
ดังนั้น dxdu = และ ∫ == xx edxe v 44
41
แทนคาในสูตร ∫ ∫−= vduuvudv
จะได ∫ dxxe x4 ∫−= dxexe xx 44
41
41
( )∫−= xdexe xx 4161
41 44
144
161
41 cexe xx +−=
แทนคาใน ( )1 ได
∫ dxex x42 ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +−−= 1
4442
161
41
21
41 cexeex xxx
14442
21
321
81
41 cexeex xxx −+−=
cxxe x +⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +−=
81
21
41 24 ( เมื่อ 12
1 cc −= )
โดย รองศาสตราจารย ดร. ธีระศักด์ิ อุรัจนานนท
7
ตัวอยาง 3 จงหาคาของ ∫ xdxln
วิธีทํา ให xu ln= และ dxdv =
ดังนั้น dxx
du 1= และ ∫ == xdx v
แทนคาในสูตร ∫ ∫−= vduuvudv
จะได ∫ xdxln ∫ ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛−= dxx
xxx 1ln
∫−= dxxx ln
cxxx +−= ln ตัวอยาง 4 จงหาคาของ ∫ xdxarctan
วิธีทํา ให xu arctan= และ dxdv =
ดังนั้น dxx
du1
12 +
= และ ∫ == xdx v
แทนคาในสูตร ∫ ∫−= vduuvudv
จะได ∫ xdxarctan ∫ ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
+−= dx
xxxx
211arctan
( )( )( )∫+
⋅+
−=x
xdx
xxx2
11
arctan2
2
( )∫ +
+−=
2
2
11
21arctan
xxdxx
cxxx ++−= 21ln21arctan
โดย รองศาสตราจารย ดร. ธีระศักด์ิ อุรัจนานนท
8
ตัวอยาง 5 จงหาคาของ ∫ xdxx ln
วิธีทํา ให xu ln= และ xdxdv =
ดังนั้น dxx
du 1= และ ∫ ==
2
2xxdx v
แทนคาในสูตร ∫ ∫−= vduuvudv
จะได ∫ xdxx ln ∫ ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−= dx
xxxx 12
ln2
22
∫−= xdxxx21ln
2
2
cxxx+−=
4ln
2
22
ตัวอยาง 6 จงหาคาของ ∫ −− dxee xx cos2
วิธีทํา ให xeu −= และ dxeedv xx −−= cos ดังนั้น dxedu x−−= และ ( )∫ ∫ −−−− −== xxxx ededxee v coscos
xe −−= sin
แทนคาในสูตร ∫ ∫−= vduuvudv
จะได ∫ −− dxee xx cos2 ( )( )∫ −−− −−−−= dxeeee xxxx sinsin
∫ −−− −−= dxeeee xxxx sinsin
( )∫ −−− +−= xxxx edeee sinsin
ceee xxx +−−= −− cossin
โดย รองศาสตราจารย ดร. ธีระศักด์ิ อุรัจนานนท
9
ตัวอยาง 7 จงหาคาของ ∫ xdxe x cos
วิธีทํา ให xeu = และ xdxdv cos=
ดังนั้น dxedu x= และ ∫ == xxdx v sincos
แทนคาในสูตร ∫ ∫−= vduuvudv
จะได ∫ xdxe x cos ∫−= xdxexe xx sinsin ( )1
พิจารณา ∫ xdxe x sin โดยทําการอินทิเกรตทีละสวนอีกครั้ง นั่นคือ
ให xeu = และ xdxdv sin= ดังนั้น dxedu x= และ ∫ −== xxdx v cossin
แทนคาในสูตร ∫ ∫−= vduuvudv
จะได ∫ xdxe x sin ( )∫ −−−= dxexxe xx coscos
∫+−= xdxexe xx coscos
แทนคาใน ( )1 ได
∫ xdxe x cos ( )∫+−−= xdxexexe xxx coscossin
∫−+= xdxexexe xxx coscossin
∫∫ + xdxexdxe xx coscos xexe xx cossin +=
∫ xdxe x cos2 ( )xxe x cossin +=
∫ xdxe x cos ( ) cxxe x ++= cossin21
โดย รองศาสตราจารย ดร. ธีระศักด์ิ อุรัจนานนท
10
ตัวอยาง 8 จงหาคาของ ∫ xdx3sec
วิธีทํา ให xu sec= และ xdxdv 2sec= ดังนั้น xdxxdu tansec= และ ∫ == xxdx v tansec 2
แทนคาในสูตร ∫ ∫−= vduuvudv
จะได ∫ xdx3sec ( )∫−= xdxxxxx tansectantansec
∫−= xdxxxx sectantansec 2
( )∫ −−= xdxxxx sec1sectansec 2
∫ ∫+−= xdxxdxxx secsectansec 3
∫ xdx3sec2 ∫+= xdxxx sectansec
xxxx tanseclntansec ++=
∫ xdx3sec cxxxx +++= tansecln21tansec
21
โดย รองศาสตราจารย ดร. ธีระศักด์ิ อุรัจนานนท
11
ตัวอยาง 9 จงหาคาของ ∫ xdxx sectan 2
วิธีทํา เนื่องดวย ∫ xdxx sectan 2 อยูในรูป ∫ xdxx nm sectan โดย 2=m เปนจํานวนคู
และ 1=n เปนจํานวนคี่ จึงทําใหอยูในรูปกําลังตาง ๆ ของ xsec ดังนี้
∫ xdxx sectan 2 ( )∫ −= xdxx sec1sec 2
∫ ∫−= xdxxdx secsec 3
ซ่ึง ∫ xdx3sec สามารถหาคาอินทิกรัลดวยวิธีการอินทิเกรตทีละสวนจากตัวอยาง 8 ดังนั้น
∫ xdxx sectan 2 xxxxxx tanseclntansecln21tansec
21
+−++=
∫ xdxx sectan 2 cxxxx ++−= tansecln21tansec
21
ตัวอยาง 10 จงหาคาของ ∫ dxex x 23
วิธีทํา อินทิกรัลนี้ไมอยูในหลักการเลือก u และ dv จะตองพิจารณาใหเหมาะสมนั่นคือ เลือก
dv ที่สามารถอินทิเกรตไดงาย จะไดดังนี้
ให 2xu = และ dxxedv x 2
=
ดังนั้น xdxdu 2= และ ( )∫ ∫ ===222
21
21 2 xxx exdedxxe v
แทนคาในสูตร ∫ ∫−= vduuvudv
จะได ∫ dxex x 23 ( )∫−= xdxeex xx 221
21 222
( )∫−= 22 22
21
21 xdeex xx
ceex xx +−=22
21
21 2
โดย รองศาสตราจารย ดร. ธีระศักด์ิ อุรัจนานนท
12
ตัวอยาง 11 จงหาคาของ ( )∫
+dx
e
xex
x
21
วิธีทํา ให xu = และ ( )
dxe
edvx
x
21+
=
ดังนั้น dxdu = และ ( ) ( ) ( )∫ ∫ ++=+=−−
11122 xxxx ededxee v
1
1+
−=xe
แทนคาในสูตร ∫ ∫−= vduuvudv
จะได ( )∫
+dx
e
xex
x
21
∫ ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
+−−
+−= dx
eeX
xx 11
1
∫ ++
+−= dx
eeX
xx 11
1
∫ ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+−+
+−= dx
ee
eX
x
x
x 11
1
∫∫ +−+
+−= dx
eedx
eX
x
x
x 11
( )∫ +
+−+
+−=
11
1 x
x
x eedx
eX
cexe
X xx
++−++
−= 1ln1
โดย รองศาสตราจารย ดร. ธีระศักด์ิ อุรัจนานนท
13
ตัวอยาง 12 จงแสดงวิธีหาสูตรลดทอน ∫ ∫ −−= dxexnexdxex xnxnxn 1
และหาคา ∫ dxex x3 โดยใชสูตรลดทอน
วิธีทํา ให nxu = และ dxedv x= ดังนั้น dxnxdu n 1−= และ ∫ == xx edxe v
แทนคาในสูตร ∫ ∫−= vduuvudv
จะได ∫ dxex xn ( )∫ −−= dxnxeex nxxn 1
∫ −−= dxexnex xnxn 1 เปนสูตรลดทอน
และหาคา ∫ dxex x3 โดยใชสูตรลดทอนไดดังนี้
∫ dxex x3 ∫−= dxexex xx 23 3
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡−−= ∫ dxxeexex xxx 23 23
∫+−= dxxeexex xxx 63 23
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡−+−= ∫ dxexeexex xxxx 63 23
cexeexex xxxx +−+−= 663 23
โดย รองศาสตราจารย ดร. ธีระศักด์ิ อุรัจนานนท
14
ตัวอยาง 13 จงแสดงวิธีหาสูตรลดทอน
∫ ∫ −− −+= xdx
nnxx
nxdx nnn 21 cos1sincos1cos
สําหรับ 2≥n และหาคา ∫ xdx4cos โดยใชสูตรลดทอน
วิธีทํา ให xu n 1cos −= และ xdxdv cos= ดังนั้น ( ) xdxxndu n sincos1 2−−−= และ ∫ == xxdx v sincos
แทนคาในสูตร ∫ ∫−= vduuvudv
จะได ∫ xdxncos ( )( )∫ −− −−−= xdxxnxxx nn sincos1sinsincos 21
( )∫ −− −+= xdxxnxx nn 221 sincos1sincos
( ) ( )∫ −−+= −− dxxxnxx nn 221 cos1cos1sincos
( ) ( )∫ ∫−−−+= −− xdxnxdxnxx nnn cos1cos1sincos 21
( )∫∫ −+ xdxnxdx nn cos1cos ( )∫ −− −+= xdxnxx nn 21 cos1sincos
∫ xdxn ncos ( )∫ −− −+= xdxnxx nn 21 cos1sincos
∫ xdxncos ∫ −− −+= xdx
nnxx
nnn 21 cos1sincos1
เปนสูตรลดทอน
และหาคา ∫ xdx4cos โดยใชสูตรลดทอนไดดังนี้
∫ xdx4cos ∫+= xdxxx 23 cos43sincos
41
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡ ++= ∫ dxxxxxx 03 cos
21sincos
21
43sincos
41
cxxxxx +++=83sincos
83sincos
41 3
โดย รองศาสตราจารย ดร. ธีระศักด์ิ อุรัจนานนท
15
หมายเหตุ การหาคาอินทิกรัลโดยวิธีการอินทิเกรตทีละสวนนี้ บางกรณีสามารถใชวิธีลัดจะทําใหไดคําตอบเร็วขึ้น ซ่ึงรูปแบบของวิธีลัดไดอาศัยหลักการจากสูตรของการอินทิเกรตทีละสวนนั่นเอง แตเพื่อใหสะดวกและงายขึ้นดังนี้ กรณี 1 มีขั้นตอนดังนี้
1. เลือก u และdv ใสในตารางที่มี 2 หลัก โดยหลัก 1 คือ u และหลัก 2 คือ
dv (ฟงกชันของdv ที่เลือกมานั้น เขียนโดยไมตองใส dx )
2. หาอนุพันธของฟงกชัน u ในหลัก 1 ลงไปเรื่อย ๆ จนไดศูนย และอินทิเกรตฟงกชัน dv ในหลัก 2 ลงไปเรื่อย ๆ ใหเทากับจํานวนครั้งที่หาอนุพันธของฟงกชัน u (ถาอนุพันธของฟงกชัน u ที่หาไปเรื่อย ๆ ไมไดศูนย ใหพิจารณากรณี 2)
3. เขียนเครื่องหมายของแตละแถวดังนี้ แถว 1 เขียนเครื่องหมายเปน + แถว 2 เปน – แถว 3 เปน + แถว 4 เปน – โดยสลับเครื่องหมาย + และ – ในลักษณะเชนนี้ไปเรื่อย ๆ จนถึงแถวสุดทายที่อนุพันธของฟงกชันเปนศูนย
4. คําตอบที่ไดคือ ผลคูณทแยงของฟงกชัน u ในแถว 1 กับผลการอินทิเกรตฟงกชัน dv
ในแถว 2 โดยคิดคาตามเครื่องหมายในแถว 1 แลวรวมกับผลคูณทแยงของอนุพันธฟงกชัน u ในแถว 2 กับผลการอินทิเกรตฟงกชัน dv ในแถว 3 โดยคิดคาตามเครื่องหมายในแถว 2 และรวมกับผลคูณทแยงในลักษณะเชนนี้ไปเรื่อย ๆ จนสิ้นสุดตาราง
โดย รองศาสตราจารย ดร. ธีระศักด์ิ อุรัจนานนท
16
ตัวอยาง 14 จากตัวอยาง 2 จงหาคาของ ∫ dxex x42 โดยวิธีลัด
วิธีทํา
u dv + 2x xe 4 - x2 xe 4
41
+ 2 xe 4
161
- 0 xe 4
641
ดังนั้น ∫ dxxe x4 cexeex xxx ++−= 4442
642
162
41
cexeex xxx ++−= 4442
321
81
41
cxxe x +⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +−=
81
21
41 24
ตัวอยาง 15 จงหาคาของ ∫ xdxx 2cos3 โดยวิธีลัด
วิธีทํา
u dv + 3x x2cos - 23x x2sin
21
+ x6 x2cos41
−
- 6 x2sin81
−
+ 0 x2cos161
ดังนั้น ∫ xdxx 2cos3 cxxxxxxx +−−+= 2cos1662sin
862cos
432sin
21 23
cxxxxxxx +−−+= 2cos832sin
432cos
432sin
21 23
โดย รองศาสตราจารย ดร. ธีระศักด์ิ อุรัจนานนท
17
กรณี 2 มีขั้นตอนดังนี้
1. เลือก u และdv ใสในตารางที่มี 2 หลัก โดยหลัก 1 คือ u และหลัก 2 คือ dv (ฟงกชันของdv ที่เลือกมานั้น เขียนโดยไมตองใส dx )
2. หาอินทิเกรตฟงกชัน dv ในหลัก 2 ลงไปเรื่อย ๆ จนกระทั่งถึงฟงกชันที่อินทิเกรตไดมีรูปแบบซ้ํากับฟงกชัน dv ที่ไดเลือกไวในแถว 1 และหาอนุพันธของฟงกชัน u ในหลัก 1 ลงไปเรื่อย ๆ ใหเทากับจํานวนครั้งที่หาอินทิเกรตของฟงกชัน dv
3. เขียนเครื่องหมายของแตละแถวเปน + และ – โดยสลับกันไปเรื่อย ๆ เชนเดียวกับกรณี 1
4. คําตอบที่ไดคือ ผลคูณทแยงของฟงกชันรวมกันไปเรื่อย ๆ เชนเดียวกับกรณี 1 และใหรวมกับการอินทิเกรตผลคูณของอนุพันธของฟงกชัน u กับผลการอินทิเกรตของฟงกชัน dv ในแถวสุดทายดวย โดยเขียนเครื่องหมายเปน + เสมอ และใสเครื่องหมายอินทิกรัล ในผลคูณสุดทายนี้ดวย แลวจัดรูปใหไดคําตอบตามที่ตองการ
หมายเหตุ ถาหากทดลองแลวไมสามารถใชกรณี 1 และ 2 ไมไดก็ใหทําการอินทิเกรตทีละสวนโดยวิธีตรงตามสูตร
โดย รองศาสตราจารย ดร. ธีระศักด์ิ อุรัจนานนท
18
ตัวอยาง 16 จากตัวอยาง 7 จงหาคาของ ∫ xdxe x cos โดยวิธีลัด
วิธีทํา
u dv + xe xcos - xe xsin + xe xcos−
+
ดังนั้น ∫ xdxe x cos ( )∫ −++= xdxexexe xxx coscossin
∫−+= xdxexexe xxx coscossin
∫∫ + xdxexdxe xx coscos xexe xx cossin +=
∫ xdxe x cos2 ( )xxe x cossin +=
∫ xdxe x cos ( ) cxxe x ++= cossin21
โดย รองศาสตราจารย ดร. ธีระศักด์ิ อุรัจนานนท
19
ตัวอยาง 17 จงหาคาของ ∫ xdxe x 3sin2 โดยวิธีลัด
วิธีทํา
u dv + xe 2 x3sin - xe 22 x3cos
31
−
+ xe 24 x3sin91
−
+
ดังนั้น ∫ xdxe x 3sin2 ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −++−= ∫ xdxexexe xxx 3sin
943sin
923cos
31 222
∫∫ + xdxexdxe xx 3sin943sin 22 xexe xx 3sin
923cos
31 22 +−=
∫ xdxe x 3sin9
13 2 ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −−= xxe x 3sin
323cos
31 2
∫ xdxe x 3sin2 cxxe x +⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −−= 3sin
323cos
133 2
โดย รองศาสตราจารย ดร. ธีระศักด์ิ อุรัจนานนท
20
แบบฝกหัด
จงหาคาอินทิกรัลตอไปนี้
1. ∫ xdxx 2sin 2. ∫ xdxx cos2
3. ( )∫ + dxxx 12cos 4. ∫ dxxx2
sin
5. ∫ nxdxx cos 6. ∫ nxdxx sin
7. ∫ nxdxx cos2 8. ∫ nxdxx sin2
9. ∫ − dxex x2 10. ∫ xdxx ln4
11. ∫ xdxarcsin 12. ∫ dxxarc sec
13. ∫ xdx2arccos 14. ∫ θθθ de 2sin3
15. ∫ xdxx arctan 16. ∫ xdxx arcsin
17. ∫ xdxx 2sec 18. ∫ xdxx 2tan
19. ( )∫ dxxlnsin 20. ( )∫ + dxx 32ln
21. ∫ + dxxx 1 22. ∫ xdxxx tansec
23. ∫ xdxxecx 2cot2cos 24. ( )∫+
dxx
xe x
21
25. ( )∫ dxx 2ln 26. ( )∫ +
+ dxxx
11ln
27. ∫−
dxx
x2
3
1 28. ∫ + dxxx 123
29. ∫ bxdxe ax sin
30. จงแสดงวิธีหาสูตรลดทอน ∫ ∫ −− −+= xdx
nnx
nxdx nnn 21 sin1cossin1sin สําหรับ
2≥n และหาคา ∫ xdx3sin โดยใชสูตรลดทอน
โดย รองศาสตราจารย ดร. ธีระศักด์ิ อุรัจนานนท
21
คําตอบแบบฝกหัด
1. Cxxx ++− 2sin412cos
21
2. Cxxxxx +−+ sin2cos2sin2
3. ( ) ( ) Cxxx++++ 12cos
4112sin
2
4. Cxxx+−
2cos2
2sin4
5. Cn
nxxn
nx++
sincos2
6. Cn
nxxn
nx+−
cossin2
7. Cnxn
xnxn
nxn
x++− sinsin2cos2 2
32
8. Cnxn
xnxn
nxn
x+−+ coscos2sin2 2
32
9. ( ) Cxxe x +++− − 222
10. Cxxx+−
25ln
5
55
11. Cxxx +−+ 21arcsin 12. Cxxxarc +−− 1sec
13. Cxxx +−− 241212arccos
14. Cee +− θθ θθ 2cos1322sin
133 33
15. ( ) Cxxx +−+21arctan1
21 2
16. Cxxxx+−+⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛− 2
21
4arcsin
41
2
17. Cxxx ++ coslntan
18. Cxxxx +−+2
coslntan2
19. ( ) ( )( ) Cxxx +− lncoslnsin21
20. ( ) ( ) Cxxxx +++−+ 32ln2332ln
โดย รองศาสตราจารย ดร. ธีระศักด์ิ อุรัจนานนท
22
21. ( ) ( ) Cxxx ++−+ 25
23
11541
32
22. Cxxxx ++− tanseclnsec
23. Cxxecxecx+−+− 2cot2cosln
412cos
2
24. Cx
e x+
+1
25. ( ) Cxxxxx ++− 2ln2ln 2
26. ( )[ ] Cxx +−++ 21ln12
27. ( ) Cxxx +−−−− 23
222 1321
28. ( ) ( ) Cxxx++−+ 2
522
32
21
1521
3
29. ( ) Cba
bxbbxae ax+
+
−22
cossin
30. Cxxx +−− cos32cossin
31 2