Lição 84 — Técnica: substituição (u-substitution)
Substituição u = g(x): inversa da regra da cadeia. A técnica mais usada de integração. Versões indefinida e definida. Reconhecimento de padrão.
Used in: 3.º ano do EM (17 anos) · Equiv. Math II japonês cap. 6 · Equiv. Klasse 12 alemã
Rigorous notation, full derivation, hypotheses
Twierdzenie i procedura
Twierdzenie zamiany zmiennej
"Reguła podstawienia jest dla całkowania tym, czym reguła łańcucha dla różniczkowania." — OpenStax Calculus Vol. 1, §5.5
Dowód. Jeśli , to z reguły łańcucha: . Zatem jest pierwotną dla . Z fundamentalnego twierdzenia rachunku:
Procedura mechaniczna
Oznaka, że podstawienie zadziała
Całka musi zawierać pomnożone przez pochodną „czegoś" (lub stałą wielokrotność tej pochodnej).
Przykłady wzorca:
| Całka | ||
|---|---|---|
| (wymaga poprawki ) | ||
| (poprawka ) |
Przykłady rozwiązane
Exercise list
30 exercises · 7 with worked solution (25%)
- Ex. 84.1Application
Oblicz .
- Ex. 84.2Application
Oblicz .
- Ex. 84.3Application
Oblicz .
- Ex. 84.4Application
Oblicz .
- Ex. 84.5Application
Oblicz .
- Ex. 84.6Application
Oblicz .
- Ex. 84.7ApplicationAnswer key
Oblicz .
- Ex. 84.8ApplicationAnswer key
Oblicz .
- Ex. 84.9Application
Oblicz .
- Ex. 84.10Application
Oblicz .
- Ex. 84.11Application
Oblicz .
- Ex. 84.12Application
Oblicz .
- Ex. 84.13Answer key
Oblicz .
- Ex. 84.14
Oblicz .
- Ex. 84.15
Oblicz .
- Ex. 84.16Answer key
Oblicz .
- Ex. 84.17
Oblicz .
- Ex. 84.18UnderstandingAnswer key
Które podstawienie jest najwłaściwsze do obliczenia ?
- Ex. 84.19Understanding
Gdy spróbujesz użyć podstawienia , zauważysz, że jest pomnożone przez stałą inną niż 1. Co zrobić?
- Ex. 84.20
Oblicz .
- Ex. 84.21
Oblicz .
- Ex. 84.22
Oblicz .
- Ex. 84.23Modeling
Fundusz dochodu stałego ma stopę wpłat R$ 500 na miesiąc z wzrostem wykładniczym: reali na miesiąc. Oblicz stan skumulowany po 12 miesiącach.
- Ex. 84.24
Oblicz .
- Ex. 84.25Answer key
Oblicz .
- Ex. 84.26
Oblicz . (Wskazówka: obserwuj granice po podstawieniu.)
- Ex. 84.27Challenge
Oblicz .
- Ex. 84.28Challenge
Spróbuj obliczyć przez podstawienie. Zidentyfikuj dlaczego proste podstawienie zawodzi tutaj, i napisz odpowiedź (która wymaga całkowania przez części, Lekcja 85).
- Ex. 84.29ProofAnswer key
Wykaż, że gdzie i .
- Ex. 84.30Modeling
Pojazd ma przyspieszenie m/s², startując ze spoczynku (). Znajdź używając podstawienia i oblicz prędkość w s.
Fontes
- Active Calculus — Boelkins · §5.1 · CC-BY-NC-SA. Motivacja podstawienia jako odwrotność reguły łańcucha.
- APEX Calculus — Hartman et al. · §6.1 · CC-BY-NC. Procedura mechaniczna, poprawka stałej, całka oznaczona ze zmianą granic.
- OpenStax Calculus Volume 1 · §5.5 · CC-BY-NC-SA. Twierdzenie formalne, przykłady z pierwiastkami i trygonometrią, ćwiczenia całki oznaczonej.