1 Integrazione per parti
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- Romina Villa
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1 Integrazione per parti Un pò di teoria Date le funzioni f, g : [a, b] R con f, g C [a, b] la regola di integrazione per parti per gli integrali definiti è: b a f(g ( d = f(bg(b f(ag(a b a f (g( d la regola di integrazione per parti per gli integrali indefiniti è: b a f(g ( d = f(g( b a f (g( d + C si noti la presenza di alcuni termini (funzioni che nella regola restano costanti detto fattore finito (gli f( che poi derivo all interno dell integrale del secondo membro e di un termine differenziale (g ( che integro per poterlo scrivere nella forma g(. La scelta di quale delle funzioni sia costante e quale differenziale è arbitraria. Nello svolgimento degli esercizi si eseguirà la scelta che rende l integrale a secondo membro di più facile risoluzione rispetto a quello iniziale. lcune regole per la risoluzione:. log, arcsin, arctan le considero fattore finito perchè la loro derivata non è una funzione trascendente;. le potenze di le considero: fattore finito se sono abbinate a funzioni esponenziali o goniometriche; fattore differenziale se abbinate a log, arcsin, arctan;. In presenza di funzioni esponenziali e goniometriche la scelta è indifferente; 4. se non si è fatta una scelta conveniente l integrale che si ottiene al secondo membro è più complicato di quello di partenza; Proprietà: Sia a R + f : [ a, a] R una funzione pari e integrabile, definita su un intervallo simmetrico rispetto all origine allora: a a f( d = a f( d ESEMPIO : e d = e e d = [e ] = (e = e
2 ESEMPIO : : B : cos d = sin sin d sin d = ( cos 6( cos d B 6( cos d = 6(sin 6 sin d = 6 sin 6 cos cos d = sin ( ( cos ( 6 sin 6 cos ESEMPIO : = sin + cos 6 sin 6 cos = ( 6 sin + ( 6 cos + C (log d = : (log d = (log log d log d = log = log d (log d = (log ( log = ((log log + + C ESEMPIO 4: arctan d = arctan d = arctan + d ( = arctan arctan arctan d non semplifica la soluzione : + d = + d = log( + arctan d = arctan log( + + C
3 ESEMPIO 5: : arctan d = arctan + + = ( + + = ( = + d arctan d = arctan = = arctan 6 + d + + d + d arctan log( + + C ESEMPIO 6: log( + d = : + d = log( + d = log( + + d = log( + = log( + ( d = + = t dt = d dt = arctan t t + + ( + d / + d d = dt + d = arctan d + risolvo per sostituzione log( + d = log( + + arctan + C
4 ESEMPIO 7: e cos d = e sin = e sin + e cos e cos d = e sin + e cos e cos d = e (cos + sin + C ( e sin d = e sin e ( cos e cos d e ( cos d ESEMPIO 8: d = + ( d = = d : d = d d = d arcsin d = d arcsin d = + arcsin d = + arcsin + C ESEMPIO 9: sin(e d = e sin( e cos( d : e cos( d = e cos( e ( sin( d = e cos( e sin( d sin(e d = e sin( e cos( 4 e sin( d 5 sin(e d = e sin( e cos( sin(e d = 5 e sin( 5 e cos( + C 4
5 ESEMPIO : Risolvere l integrale sin cos d sin cos d = (cos cos ( sin d = (cos cos sin d sin cos d = (cos + c sin cos d = (cos (cos d (cos d = cos cos d = sin cos sin ( sin d (sin d = sin cos + d (cos d = sin cos = sin cos + (cos d = sin cos + (cos d sin cos d = (cos + sin cos C ESEMPIO : sin(e d = e cos( e ( cos( d : e cos( d = 4 sin(e 4 sin(( e d sin(e d = e cos( 4 sin(e 4 sin(e d sin(e d = 5 e cos( 5 sin(e 5
6 ESEMPIO : sin cos e sin d sostituisco sin = t dt = cos te t dt = e t t e t dt = e t t e t = e sin sin e sin sin cos e sin d = e sin (sin + C ESEMPIO : e d = e ( e d = e e e d = e e + e + C ESEMPIO 4: Integrare tra e f( { + e ] [ + d = + = + = 4 e d = [e ] e d = [e e ] = e e ( = f( d = 4 + = 7 6
7 ESEMPIO 5: ( arcsin d + utilizzando la proprietà sulla simmetria dell intervallo posso semplificare eliminando ( arcsin d + ( d d arcsin = + ( ( ( + / + d d + = (+ / = ( ( + / = ( + / ( + / + = ( + : B : ( ( arcsin d = arcsin + + d = ( + ( + ( + = d = ( + d ( + d ( + d = ( + d B d risolvo per sostituzione ( + = t dt = = ( + t dt = arctan t + c = arctan + c / ( [ ( ( arcsin d = arcsin ( arctan ] + + = = = [ ( arcsin + + arctan ] + ( π + + π 4 4 ( + d 7
8 ESEMPIO 6: π e cos d a : e cos d = e cos = e cos + e sin e cos d = e (cos + sin e ( sin d = e cos + e cos d e sin d π e cos d = e (cos + sin e (cos + sin d b : e sin d = e ( cos = e cos + e sin e sin d = e (sin cos e ( cos d = e (cos + e sin d e (cos d π [ e cos d = e (cos + sin [ = e (cos + sin = π eπ ] π ] π [ e ] π (cos sin [ ( ] π e (sin cos 8
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