رياضيات فصل ثاني

التوجيهي علمي

icon

                      الدرس الأول : تكاملات اقترانات خاصة                   

صيغ تكاملات اقترانات أسية :  

أتحقق من فهمي صفحة 10 :                                                         

أجد كلاّ من التكاملات الآتية :                          

   a (5x2-3e7x)dx              Solution:                                  (5x2-3e7x)dx=5x2dx-3e7xdx                                                    =5x33-3e7x7+c

   b0 ln3(8ex)dx                              Solution:     0 ln3(8ex)dx=8ex ln3  0                           =8eln3-8e0                           =8×3-8×1=16

   c e1-xdx               Solution:                            e1-xdx=e12(1-x)dx                  =e12(1-x)-12+c                  =-2e12(1-x)+c

                        

   d(3x+2x)dx                                      Solution:        (3x+2x)dx=(3x+2x12)dx                                  =3xln3+4x323+c

صيغ تكاملات اقترانات مثلثية:

أتحقق من فهمي صفحة 12 :

أجد كلاّ من التكاملات الآتية : 

   acos(3x-π)dx                        Solution:     cos(3x-π)dx=13sin(3x-π)+c

 

 

          b(csc2(5x)+e2x)dx                              Solution :     (csc2(5x)+e2x)dx=csc2(5x)dx+e2xdx                                             =-15cot(5x)+12e2x+c           

 c0π3(sin2x-cos4x)dx                             solution:     0π3(sin2x-cos4x)dx=0π3sin2xdx-0π3cos4xdx                                   =-12cos2x-14sin4x π3  0                                   =-12(cos2π3-cos0)-14(sin4π3-sin0)                                   =-12(-12-1)-14(-32-0)                                   =34+38=6+38    

 المتطابقات المثلثية والتكامل :

 أتحقق من فهمي صفحة 14:

  أجد كلاّ من التكاملات الآتية : 

  acos4xdx                          Solution:      cos2x=1+cos2x2      (cos2x)2=(1+cos2x2)2         cos4x=14(1+2cos2x+cos22x)                 =14(1+2cos2x+1+cos4x2)       cos4x=38+12cos2x+18(cos4x)      cos4xdx= (38+12cos2x+18(cos4x))dx                        =38x+14sin2x+132sin4x+c

 

 b0π6sin3x sinx dx                              Solution:       sin3x sinx =12(cos(3x-x)-cos(3x+x))                        =12(cos(2x)-cos(4x))     0π6sin3x sinx dx =120π6(cos2x-cos4x)dx                       =12(12sin2x-14sin4x)π6  0                       =14(sinπ3-sin0)-18(sin2π3-sin0)                        =14(32)-18(32) =316

 

    c11+cosxdx                             Solution:    11+cosxdx   11+cosx=11+cosx×1-cosx1-cosx                    =1-cosx1-cos2x=1-cosxsin2x                   =1sin2x-cosxsin2x                  =csc2x-cscx cotx     11+cosxdx= (csc2x-cscx cotx)dx                              =-cotx+cscx + c 

تكاملات ينتج منها اقتران لوغرتمي  :

أتحقق من فهمي صفحة 16:

أجد كلاّ من التكاملات الآتية :  

a  (sinx-5x)dx                           Solution:      (sinx-5x)dx=sinx dx -5 1xdx                                 = -cosx-5lnx+c

 

 b 53x+2dx                           Solution:      53x+2dx=53 33x+2dx                  =53ln(3x+2)+c

          

c x2-7x+2x2dx                        Solution:     x2-7x+2x2dx=  (x2x2)dx-  (7xx2)dx+  (2x2)dx                         =dx-71xdx+2x-2dx                         =x-7lnx+2x-1-1+c                         =x-7lnx-2x+c

         

d 2x+3x2+3xdx             Solution:                    2x+3x2+3xdx=ln(x2+3x)+c

         

e sin2x1+cos2xdx                         Solution:     sin2x1+cos2xdx=     sin2x1+cos2xdx=-12ln(1+cos2x)+c

           

f cotx dx                         Solution:      cotx dx= cosxsinxdx=ln(sinx)+c 

          

g exex+7 dx                        Solution:      exex+7 dx=ln(ex+7)+c

 

h cscx dx                         Solution:       cscx=cscx×cscx-cotxcscx-cotx               =csc2x-cscx cotxcscx-cotx       cscx dx=csc2x-cscx cotxcscx-cotxdx                        =-ln(cscx-cotx)+c

أتحقق من فهمي صفحة 17:

أجد    x2+x+1x+1dx :  

Solution: x2+x+1x+1dx=  (x+1x+1)dx                            =12x2+ln(x+1)+c 

تكامل الاقترانات المتشعبة :

أتحقق من فهمي صفحة 19:

إذا كان  f(x)={x+1, x<12x, x1    ، فأجد قيمة  -13f(x)dx

 

          Solution:-1 3f(x)dx= -1 1(x+1)dx+ 1 32x dx                  =12x2+x   1-1 + x2  3 1                   =12((1)2-(-1)2)+(1--1)+((3)2-(1)2)                  =0+2+8=10

 

إذا كان f(x)=|1-x|  ، فأجد قيمة   -22f(x)dx

         Solution :-2 2|1-x|dx= -2 1(1-x)dx+ 1 2(x-1) dx                  =x-12x2     1-2   + 12x2-x 21                  =(1--2)-12(1-4)   +12(4-1)-(2-1)                  =3 +32+32-1=5 

 

إذا كان   f(x)=| x2-1|  ، فأجد قيمة   -40f(x)dx

 Solution: -40|x2-1|dx= -4-1(x2-1)dx+ -10(1-x2) dx                       =13x3 -x   -1-4+  x- 13x3  0-1                       =13(-1--64)-(-1--4)  +(0--1)-13(0--1)                      =21-3+1-13=19-13=563

تطبيقات التكامل الشرط الأوَّلي :

أتحقق من فهمي صفحة 20:

تلوّث: تسرَّب نفط من ناقلة بحرية مكوناً بقعة دائرية الشكل على سطح الماء .نصف قطرها  R(t) قدماً

بعد (t) ثانية من بدء التسرُّب . إذا كان نصف قطر الدائرة يزداد بمعدَّل  R'(t)=210.07t+5 .

فأجد  R(t) علماً    R(0)=0.

                Solution: R(t)=210.07t+5dt       =210.070.070.07t+5dtR(t)=210.07ln(0.07t+5)+cR(0)=210.07ln(0.07(0)+5)+c=0     c=-210.07ln5R(t)=210.07ln(0.07t+5)-210.07ln5      =210.07ln(0.07t5+1)  

تطبيقات التكامل الحركة في مسارٍ مستقيم:

أتحقق من فهمي صفحة 23:

يتحرك جسيم في مسارٍ مستقيم وتعطى سرعته المتجهة بالاقتران  v(t)=3cost.

حيث (t) الزمن بالثواني ،  v(t) السرعة المتجهة بالمتر لكل ثانية .

 a إذا بدء الجسيم حركته من نقطة الأصل ، فأجد موقع الجسم بعد  π6ثانية من بدء الحركة .

Solution:s(t)=v(t)dt             =3cost dt     =3sint +c s(0)=3sin0 +c=0 c=0s(t)=3sint Then  s(π6)=3sin(π6)=32m   

 

 b أجد إزاحة الجسيم في الفترة  [0 , 2π] .

Solution:Δs= s(t2)- s(t1)=t1 t2v(t)dt                             =0 2π3cost dt                            =3sint   2π  0                           =3sin2π-3sin0=0  Δs=0

 

 c أجد المسافة الكلية التي قطعها الجسيم في الفترة  [0 , 2π].

Solution:s(t)=t1t2|v(t)|dt       =02π|3cost| dt       =40π23cost dt      =4sint   π2  0=4sinπ2-4sin0=4 m

تمارين ومسائل صفحة 26 :

أجد كلاّ من التكاملات الآتية :   

1  (e2x-3+x)dx      Solution:       (e2x-3+x)dx=   (e2x-3+x12)dx                                        =12e2x-3+ 23x32+c 

       

2   (e0.5-3e0.5)dx      Solution:        (e0.5-3e0.5)dx= (e0.5-3e0.5) x+c

        

3   (4sin5x-5cos4x)dx      Solution:         (4sin5x-5cos4x)dx=-45cos5x-54sin4x+c

 

4   (3secx tanx-25x)dx       Solution:        (3secx tanx-25x)dx=3secx-25lnx+c

 

5   (ex-1ex)2dx         Solution:         (ex-1ex)2dx=        (ex-1ex)2=(ex)2-2ex×1ex+ (1ex)2                            =ex -2+ e-x         (ex-1ex)2dx=  (ex -2+ e-x)dx                                             =ex -2x+ e-x-1+c                                             =ex -2x- 1ex+c

 

6   (sin(5-3x)+2+4x2)dx      Solution:        (sin(5-3x)+2+4x2)dx                 =13cos(5-3x)+2x+43x3+c    

 

7   (ex+1)2dx         Solution:         (ex+1)2=e2x+2ex+1          (ex+1)2dx=   (e2x+2ex+1)dx                                =12e2x+2ex+x+c

         

8   (e4-x+sin(4-x)+cos(4-x))dx       Solution:         (e4-x+sin(4-x)+cos(4-x))dx             =-e4-x+cos(4-x)-sin(4-x)+c

 

9  x4-62xdx       Solution:       x4-62xdx= (12x3+3x)dx                         =18x4+3lnx +c

 

 

                                                    10   (3sec2(3x+2)+5x)dx        Solution:          (3sec2(3x+2)+5x)dx                      =tan(3x+2)+5lnx +c 

                                             

11  ex+1exdx       Solution:        ex+1exdx = exexdx+ 1exdx                           =x+ e-xdx                           =x-e-x+c

                         

12  exex+4dx       Solution:         exex+4dx= ln(ex+4)+c

       

                           13  cos2xsinx cosx+4dx        Solution:        cos2xsinx cosx+4dx= 2cos2x2sinx cosx+8dx                                        = 2cos2xsin2x +8dx=ln(sin2x+8)+c

                                                                                      

14  15-x3dx      Solution:      15-x3dx=-3  -115-xdx                        =-3ln|15-x|+c. 

 

15  11-sinxdx       Solution:         11-sinx×1+sinx1+sinx=1+sinx1-sin2x                                             =1+sinxcos2x                                            =sec2x+sinxcosx×1cosx                                           =sec2x+tanx secx           11-sinxdx=sec2x dx+tanx secx dx                                =tanx +secx + c

 

16   sec2x(1+excos2x)dx        Solution:        sec2x(1+excos2x)=sec2x+excos2xcos2x          sec2x(1+excos2x)dx=(sec2x+ex)dx                                                  =tanx +ex +c

 

 

17   (2x-2x)dx         Solution:          (2x-2x)dx=2lnx-2xln2+c

 

             18  sin3x cos2x dx        solution:        sin3x cos2x =12(sin(3x+2x)+sin(3x-2x))                              =12(sin(5x)+sin(x))          sin3x cos2x dx =12(sin(5x)+sin(x))dx                                         =12(-15cos5x-cosx)+c

 

 

                                                             19  2x+33x2+9x-1dx        Solution:        2x+33x2+9x-1dx=13  6x+93x2+9x-1dx                                     =13ln(3x2+9x-1)+c

 

20  x2+x+1x2+1dx        Solution:         x2+x+1x2+1dx= x2+1x2+1dx+12  2xx2+1dx                                  = dx+12  2xx2+1dx                                  =x+12ln(x2+1) +c 

 

21   (1+cosxsin2x+sin2x cscx) dx       Solution:       1+cosxsin2x+sin2x cscx=1sin2x+1sinx×cosxsinx+sin2x×1sinx                                             =csc2x+cscx cotx+sinx        (1+cosxsin2x+sin2x cscx) dx=csc2x dx+cscx cotx dx+sinx dx                                                         =-cotx-cscx-cosx +c       

 

22   (secx+tanx)2dx        Solution:       (secx+tanx)2=sec2x+2secx tanx +tan2x                                =sec2x+2secx tanx +sec2x-1                                =2sec2x+2secx tanx -1        (secx+tanx)2dx=2tanx +2secx -x+c

 

 

23  ex-e-xex+e-xdx        Solution:        ex-e-xex+e-xdx=ln(ex+e-x)+c

 

24  x2x3-3dx        Solution:        x2x3-3dx=13 3x2x3-3dx                            =13ln|x3-3|+c

         

25   (9cos2x -sin2x -6sinx cosx) dx        Solution: 6sinx cosx=62(sin(x+x)+sin(x-x))                 =3(sin(2x)+sin(0))                 =3sin2x 9cos2x -sin2x=9cos2x +cos2x-1 9cos2x -sin2x=10cos2x -1  (9cos2x -sin2x -6sinx cosx) dx=               =  (10cos2x -1 -3sin2x) dx               =  (10(12(1+cos2x)) -1 -3sin2x) dx               =  (5+5cos2x-1 -3sin2x) dx               =  (4+5cos2x-3sin2x) dx               =4x+52sin2x+32cos2x+c                                     

 

26   (cos4x -sin4x) dx        Solution:          (cos4x -sin4x) dx         (cos4x -sin4x)=(cos2x -sin2x)(cos2x+sin2x)                                      =(cos2x)(1)          (cos4x -sin4x) dx= (cos2x)dx                                              =12sin2x +c

 

27 0 π 2cos(12x) dx       Solution:      0 π 2cos(12x) dx=4sin(12x)   π  0                                   =4sin(π2)-4sin(02)                                   =4-0=4

 

28 0 2π | sinx | dx       Solution:       0 2π | sinx | dx=40π2sinx dx                                  =-4cosx   π2  0                                  =-4(cos(π2)-cos(0))                                  =-4(0-1)=4

 

29 π6π3 3tan2x dx       Solution:      π6π3 3tan2x dx =3π6π3 (sec2x -1)dx                                   =3(tan(π3)-tan(π6))-3(π3-π6)                                  =3(3-13)-3(π6)                                  =63-π2

 

30 1 e 8xx2+1 dx        Solution:      1 e 8xx2+1 dx=41 e 2xx2+1 dx                             =4ln(x2+1)     e 1                             =4ln(e2+1)-4ln(12+1)                             =4ln(e2+1)-4ln(2)                            =ln(e2+12)4

 

31 0π6 sin3x cosx dx      Solution: sin3x cosx=12(sin(3x+x)+sin(3x-x))                 =12(sin(4x)+sin(2x))0π6 sin3x cosx dx=120π6(sin(4x)+sin(2x))dx                                =- cos4x8-cos2x4  π6  0                                =- cos(2π3)-cos08-cos(π3)-cos04                                =- -12-18-12-14=316+18=516

 

32 π4π3 cot2x1+cot2x dx       Solution:       π4π3 cot2x1+cot2x dx=π4π3 cot2xcsc2x dx                                =π4π3 cos2x dx                                =12π4π3 (1+cos2x )dx                                =14sin2x+x2    π3 π4                                =14(sin(2π3)-sin(2π4)