Цитата(Gerc @ 21.02.2006 21:38)
И так вопрос: Можно ли интегрировать мой простой пример методом подстановки, если нет, то на основе каких теорем, свойств и т.д это делалось?
Итак, ответ:
Это есть метод подстановки в его чистейшем и первозданном виде. Он дествительно немного осложнен наличием двухпараметрической функции R, но в целом все равно то же самое.
Начнем с R. Эта буква (забудь про всякие заумные функции - просто обозначение в виде буквы) означает, что под интегралом у тебя стоит некое выражение, которое вообще-то зависит от Х и только от Х, но тем не менее, зависимость эта такова, что либо
сам Х стоит в некоторой степени и с некоторыми множителями в числителе или знаменателе (рациональная функция - это частное от деления двух многочленов),
либо то выражение, корень из (ax+b)/(cx+d), (здесь я заменил греческие буквы на латынь) стоит в аналогичном виде. "Либо" здесь не исключающее, и в общем случае они оба там стоят
. Короче, зависимость, в конечном счете только от Х, но вот такая хитрая, когда можно выделить либо сам Х там, либо вот такой корешок еще, встречающийся в разных местах и сам по себе еще и в разной степени.. Наворочено, ничего не скажешь, но все же корень такой, если уж он встретился в одном месте, должен быть во всех остальных местах
только одного вида - с теми же a, b, c и d, а также с той же степенью корня. Ну, с этим ясно? Никакой мистики, как видишь, нет, просто обозначения такие.
Идем дальше. Теперь про подстановки. Эх, жалко, тут писать трудно формулы с интегралами.. Давай, я буду обозначать интеграл большой латинской S, только жирной:
SВсе предельно просто. Ты вправе проводить замену перемнной в подынтегральном выражении, но только соблюдай два правила:
1. правильно расставляй пределы интегрирования;
2. преобразуй dx.
Если ты вводишь новую переменную (скажем, t), то должна быть связь между ней и твоей исходной переменной, х. Я не буду вводить дополнительных названий или букв, назову все своими именами:
x=x(t)
Если ты искал интеграл от функии f(x)
Sf(x)dx
то теперь получаем:
Sf(x(t))dx
Все классно, но только если дифференциал dx раньше был независимым, то теперь x зависит от t. Как связаны дифференциалы между собой, мы знаем еще из науки про производные (пишу для абстрактной функции f(x) ):
df = f'dx
где f' - это производная функции f по х. Ее, как мы знаем, можно записать и в другом виде, а именно
f'=df/dx
Такая запись - это всего лишь запись, но она удобна, поскольку в некоторых случаях дифференциалы можно действительно рассматривать как обычные сомножители, перемножать их и сокращать. Если записать производную в этом виде, то получим:
df = (df/dx)*dx
Из этой формулы ясно видна суть: сократив dx в правой части, получаем тождество, то есть как бы доказываем эту формулу. Но это лирика
.
Итак, в нашем случае мы имеем зависимость x(t), и соответственно
dx = x'dt
либо
dx = (dx/dt)*dt
Это выражение (любое из них, поскольку это просто разная запись одного и того же), подставляем в наш интеграл:
Sf(x(t))*x'dt
или
Sf(x(t))*(dx/dt)dt
В последней записи особенно явно видны все метаморфозы, которые произошли с нашим интегралом: та же самая f, только с заменой переменной, и тот же самый dx, только мы его домножили и поделили на dt
Вот, собственно, и все. Извини, если мои обозначения отличались от тех, что вам давали. Я старался донести до тебя суть, и если ты ее поймешь - никакие хитрые обозначения тебя не введут в заблуждение
. Если ты проследишь внимательно, то увидишь, что именно в соответствии с этим методом поступается в той записи на твоей картинке..
Вникай.
PS
В моем первом ответе тебе я сказал все то же самое, только кратко..