Тема . Математический анализ

.13 Определенный интеграл Римана

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела математический анализ
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#48312

Вычислить, пользуясь только определением, интеграл

∫10

   sinxdx
−10
Показать ответ и решение

Так как функция sin x  непрерывна на отрезке [− 10,10],  то она интегрируема по Риману на нём.

То есть, по определению интеграла Римана, это означает, что существует предел интегральных сумм

              ∑n
σ(sin x,P,ξ) =    sin(ξi)Δxi
              i=1

при λ(P) → 0.  И, раз этот предел существует и не зависит от выбора точек разбиения x0,x1,...xn  и отмеченных точек ξ1,ξ2,...ξn,  то его можно вычислить по какой угодно последовательности разбиений и по какому угодно выбору отмеченных точек, лишь бы только параметр разбиения стремился к 0.

Пусть P2n  - равномерное разбиение отрезка, содержащее четное (а именно, 2n  ) количество отрезков разбиения [− 10,10],  то есть

P2 : [− 10,0],[0,10]

P4 : [− 10,− 5],[− 5,0],[0,5],[5,10 ]

P6 : [− 10,− 20],[− 20-,− 10-],[− 10,0],[0, 10],[10, 20-],[20,10]
            3     3    3     3        3   3   3   3

И так далее... И пусть при каждом разбиении P2n  отмеченные точки ξi,i = 1,...2n  выбираются каждый раз в серединах отрезка разбиения.

Тогда, при любом таком разбиении интегральная сумма σ(sin x,P  ,ξ  )
        2n  2n  равна

                   2n                 2n
σ (sinx,P   ,ξ ) = ∑  sin(ξ)Δx  =  10∑   sin(ξ )
         2n  2n            i   i   n         i
                  i=1                i=1

Но, поскольку отмеченные точки мы брали в симметричных относительно ноля местах (в серединах симметричных отрезков), то при i = 1,...,n  выполнено: − ξi = ξ2n−i+1

PIC

А, значит,

∑2n         ∑n           ∑n
    sin(ξi) =    sin(− ξi)+    sin(ξ2n−i+1)
i=1         i=1           i=1

Но, поскольку синус - нечётная функция, то

∑2n         ∑n           ∑n
    sin(ξi) =    sin(− ξi)+     sin(ξ2n−i+1) = 0
i=1         i=1           i=1

Поскольку sin(− ξ ) = − sin (ξ ),sin (− ξ ) = − sin(ξ   ),...,sin (− ξ ) = − sin(ξ   ).
      1         2n        2          2n− 1          n          n+1
И все слагаемые первой суммы при сложении с соответствующими слагаемыми второй суммы дают 0.

Очевидно также, что λ(P2n) = 10 → 0.
          n  Следовательно, раз мы знаем, что интеграл ∫10 sinxdx
 −10  существует, то при любой последовательности разбиений, у которых параметр стремится к 0, предел интегральных сумм и будет равен интегралу ∫ 10 sinxdx.
 −10  Таким образом,

 1∫0

   sinxdx =  0
−10
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!