Один из методов вычисления интегралов, называемый интегрированием по частям, основан на правиле дифференцирования произведения двух функций. Рассмотрим функции
,
дифференцируемые на некотором промежутке X. Согласно свойствам дифференциалов, имеет место следующее равенство:
.
Взяв неопределенный интеграл от обеих частей этого равенства, получим:
Так как:
то получаем:
откуда
Мы получили формулу интегрирования по частям:
(1)
Так как существует по условию, то тоже существует. Метод используется следующим образом. В выделяем u и dv, затем находим du, а из dv интегрированием находим и используем формулу интегрирования по частям. u и dv нужно выбрать так, чтобы:
Из dv легко находилась v; вычислялся легче, чем .
Замечание. Иногда интегрирование по частям приходятся применять несколько раз.
Пример 1
Вычислить интеграл
Решение: Положим
.
Тогда
.
Используя формулу (1), получим:
.
Ответ: .
Пример 2
Вычислить интеграл
Решение: Положим
Тогда
.
Используя формулу (1), получим :
Ответ: .
Пример 3
Вычислить интеграл .
Решение: Положим
Тогда .
Используя формулу (1), получим :
.
Положим
Тогда
.
Ответ:
Пример 4
Вычислить интеграл:
Решение: Положим
.
Тогда
.
Положим
Тогда
Ответ: