1. Докажите, что функция F является первообразной для функции f на множестве R
Чтобы доказать, что функция F является первообразной для функции f, необходимо показать, что производная F'(x) равна f(x) для всех x из множества R.
a) F(x) = x³ - 3, f(x) = 3x²
- Найдём производную функции F:
- F'(x) = d/dx (x³ - 3) = 3x².
- Теперь сравним с f(x): f(x) = 3x².
- Так как F'(x) = f(x), мы можем заключить, что F является первообразной для f.
б) F(x) = 7x - sin(x), f(x) = 7 - cos(x)
- Найдём производную функции F:
- F'(x) = d/dx (7x - sin(x)) = 7 - cos(x).
- Теперь сравним с f(x): f(x) = 7 - cos(x).
- Так как F'(x) = f(x), мы можем заключить, что F является первообразной для f.
2. Найдите общий вид первообразной для функции
Для нахождения первообразной функции f(x), мы будем интегрировать её.
a) f(x) = x² - 38ln(x)
- Интегрируем f(x): ∫(x² - 38ln(x)) dx.
- ∫x² dx = (1/3)x³ + C1, где C1 - произвольная константа.
- ∫ln(x) dx = xln(x) - x + C2, где C2 - произвольная константа.
- Таким образом, ∫(-38ln(x)) dx = -38(xln(x) - x) + C3.
- Общий вид первообразной: F(x) = (1/3)x³ - 38(xln(x) - x) + C.
б) f(x) = x/(1+x)
- Интегрируем f(x): ∫(x/(1+x)) dx.
- Можно упростить: x/(1+x) = 1 - 1/(1+x).
- Теперь интегрируем: ∫(1 - 1/(1+x)) dx = ∫1 dx - ∫1/(1+x) dx.
- ∫1 dx = x + C1, ∫1/(1+x) dx = ln|1+x| + C2.
- Общий вид первообразной: F(x) = x - ln|1+x| + C.
в) f(x) = 28ln(x)cos(x)
- Интегрируем f(x): ∫(28ln(x)cos(x)) dx.
- Здесь потребуется использовать метод интегрирования по частям.
- Пусть u = ln(x), dv = 28cos(x)dx. Тогда du = (1/x)dx, v = 28sin(x).
- Используя формулу интегрирования по частям: ∫u dv = uv - ∫v du.
- F(x) = 28ln(x)sin(x) - ∫(28sin(x)(1/x))dx + C.
- Этот интеграл может потребовать дополнительных преобразований, но общий вид будет: F(x) = 28ln(x)sin(x) - 28∫(sin(x)/x)dx + C.
3. Для функции f(x) = 3x²(4x + 1) найдите первообразную, график которой проходит через точку f(40).
- Сначала упростим функцию: f(x) = 3x²(4x + 1) = 12x³ + 3x².
- Теперь найдём первообразную: ∫(12x³ + 3x²) dx.
- ∫12x³ dx = 3x^4 + C1, ∫3x² dx = x³ + C2.
- Таким образом, F(x) = 3x^4 + x³ + C.
- Теперь найдём C, используя условие, что график проходит через точку (40, f(40)).
- Сначала найдём f(40): f(40) = 3(40)²(4*40 + 1) = 3*1600*161 = 769200.
- Теперь подставим x = 40 в F(x): F(40) = 3(40)^4 + (40)^3 + C = 3*2560000 + 64000 + C = 7680000 + 64000 + C = 7744000 + C.
- Приравняем: 7744000 + C = 769200. Отсюда C = 769200 - 7744000 = -6974800.
- Таким образом, искомая первообразная: F(x) = 3x^4 + x³ - 6974800.