أتدرب وأحل المسائل

أتدرب وأحل المسائل

التكامل بالتعويض

أجد كلاً من التكاملات الآتية:

xx2+4dx (1)

xx2+4dxu=x2+4dudx=2xdx=du2xxx2+4dx=xu×du2x=12udu=12u12du=u12+C=x2+4+C

x2(2x3+5)4dx (2)

x2(2x3+5)4dxu=2x3+5dudx=6x2dx=du6x2x2(2x3+5)4dx=x2u4×du6x2=16u4du=130u5+C=130(2x3+5)5+C

3xx2+7dx (3)

3xx2+7dxu=x2+7dudx=2xdx=du2x3xx2+7dx=3xu×du2x=32u12du=u32+C=(x2+7)3+C

x6e1x7dx (4)

x6e1x7dxu=1x7dudx=7x6dx=du7x6x6e1x7dx=x6eu×du7x6=17eudu=17eu+C=17e1x7+C

x4(x5+9)3dx (5)

x4(x5+9)3dxu=x5+9dudx=5x4dx=du5x4x4(x5+9)3dx=x4u3×du5x4=15u3du=110u2+C=110(x5+9)2+C

(3x21)ex3xdx (6)

(3x21)ex3xdxu=x3xdudx=3x21dx=du3x21(3x21)ex3xdx=(3x21)eudu3x21=eudu=eu+C=ex3x+C

3x3x22x+4dx (7)

bbb3x3x22x+4dxu=x22x+4dudx=2x2dx=du2x23x3x22x+4dx=3x3u×du2x2=3(x1)u×du2(x1)=32u12du=3u12+C=3x22x+4+C

1xlnxdx (8)

1xlnxdxu=lnxdudx=1xdx=xdu1xlnxdx=1xu×xdu=1udu=ln|u|+C=ln|lnx|+C

sinx(1+cosx)4dx (9)

sinx(1+cosx)4dxu=1+cosxdudx=sinxdx=dusinxsinx(1+cosx)4dx=sinxu4×dusinx=u4du=15u5+C=15(1+cosx)5+C

sin52xcos2xdx (10)

bbbsin52xcos2xdxu=sin2xdudx=2cos2xdx=du2cos2xsin52xcos2xdx=u5cos2x×du2cos2x=12u5du=112u6+C=112(sin2x)6+C

sin(1x)x2dx (11)

sin(1x)x2dxu=1xdudx=1x2dx=x2dusin(1x)x2dx=sin(u)x2×x2du=sinudu=cosu+C=cos(1x)+C

cosxesinxdx (12)

cosxesinxdxu=sinxdudx=cosxdx=ducosxcosxesinxdx=cosxeu×ducosx=1eudu=eudu=eu+C=esinx+C=1esinx+C

ex(2+ex)5dx (13)

ex(2+ex)5dxu=2+exdudx=exdx=duexex(2+ex)5dx=exu5×duex=u5du=16u6+C=16(2+ex)6+C

cos(lnx)xdx (14)

cos(lnx)xdxu=lnxdudx=1xdx=xducos(lnx)xdx=cos(u)x×xdu=cosudu=sinu+C=sin(lnx)+C

(3x22x1)(x3x2x)4dx (15)

(3x22x1)(x3x2x)4dxu=x3x2xdudx=3x22x1dx=du3x22x1(3x22x1)(x3x2x)4dx=(3x22x1)u4×du3x22x1=u4du=15u5+C=15(x3x2x)5+C

أجد قيمة كل من التكاملات الآتية:

02(2x1)ex2xdx (16)

02(2x1)ex2xdxu=x2xdudx=2x1dx=du2x1x=2u=(2)22=2x=0u=(0)20=002(2x1)ex2xdx=02(2x1)eudu2x1=02eudu=eu|02=e2e0=e21

12e1/xx2dx (17)

12e1xx2dxu=1xdudx=1x2dx=x2dux=2u=12x2=1x1xdx=112eux2×x2du=112eudu=eu|112=e12+e=e+e

ee3lnxxdx (18)

ee3lnxxdxu=lnxdudx=1xdx=xdux=e3u=lne3=3x=eu=lne=1ee3lnxxdx=13uxxdu=13u12du=23u32|13=23u3|13=23332313=2323

01(x3+x)x4+2x2+1dx (19)

01(x3+x)x4+2x2+1dxu=x4+2x2+1dudx=4x3+4xdx=du4x3+4xx=1u=(1)4+2(1)2+1=4x=0u=(0)4+2(0)2+1=101(x3+x)x4+2x2+1dx=14(x3+x)u×du4x3+4x=14(x3+x)u×du4(x3+x)=1414u12du=16u32|14=16u3|14=16431613=76

03xx2+1dx (20)

03xx2+1dxu=x2+1dudx=2xdx=du2xx=3u=10x=0u=103xx2+1dx=110xu×du2x=11012u12du=u12|110=u|110=101

122x+1(x2+x+4)3dx (21)

122x+1(x2+x+4)3dxu=x2+x+4dudx=2x+1dx=du2x+1x=2u=(2)2+2+4=10x=1u=(1)2+1+4=6122x+1(x2+x+4)3dx=6102x+1u3×du2x+1=610u3du=12u2|610=12u2|610

أجد مساحة المنطقة المظللة في كل من التمثيلين البيانيين الآتيين:

التمثيل البياني للسؤال 23

A=106x(x2+1)dx+016x(x2+1)dx

هناك طريقتان للحل: إما التكامل بالتعويض، أو تكامل كثير حدود بعد توزيع الأقواس.

طريقة التكامل بالتعويض:

u=x2+1dudx=2xdx=du2xx=0u=(0)2+1=1x=1u=(1)2+1=2x=1u=(1)2+1=2A=106x(x2+1)dx+016x(x2+1)dx=216xu×du2x+126xu×du2x=213udu+123udu=32u2|21+32u2|12=32(1)2+32(2)2+32(2)232(1)2=9

ومنه مساحة المنطقة المظللة هي 9 وحدات مربعة.

التمثيل البياني للسؤال 24

A=40x16x2dx+04x16x2dxu=16x2dudx=2xdx=du2xx=0u=16(0)2=16x=4u=16(4)2=0x=4u=16(4)2=0A=40x16x2dx+04x16x2dx=016xu×du2x+160xu×du2x=01612u12du+16012u12du=13u32|016+13u32|160=13u3|016+13u3|160=13(16)313(0)313(0)3+13(16)3=1283

ومنه مساحة المنطقة المظللة هي 1283 وحدات مربعة.

في كل مما يأتي المشتقة الأولى للاقتران f(x)، ونقطة يمر بها منحنى y=f(x) أستعمل المعلومات المعطاة لإيجاد قاعدة الاقتران f(x):

f(x)=xe4x2;(2,1) (24)

f(x)=xe4x2dxu=4x2dudx=2xdx=du2xf(x)=xe4x2dx=xeudu2x=12eudu=12eu+C=12e4x2+C

لإيجاد ثابت التكامل، نعوض النقطة -2,1:

f(x)=12e4x2+Cf(2)=12e4(2)2+C1=12+CC=32f(x)=12e4x2+32

f(x)=2x(1x2)2;(0,1) (25)

f(x)=2x(1x2)2dxu=1dudx=2xdx=du2xf(x)=2x(1x2)2dx=2xu2×du2x=u2du=u1+C=11x2+C

لإيجاد ثابت التكامل، نعوض النقطة 0,-1:

f(x)=11x2+Cf(0)=1102+C1=1+CC=2f(x)=11x22

(26) يتحرك جسيم في مسار مستقيم، وتعطى سرعته المتجهة بالاقتران: ι(t)=2t(1+t2)3، حيث t الزمن بالثواني، وv سرعته المتجهة بالمتر لكل ثانية. إذا كان الموقع الابتدائي للجسيم 4 m، فأجد موقع الجسيم بعد t ثانية من بدء الحركة.

s(t)=2t(1+t2)3dtu=1+t2dudt=2tdt=du2t2t(1+t2)3dt=2tu3×du2t=u32du=2u12+C=2(1+t2)12+C=21+t2+C

بما أن الموقع الابتدائي للجسيم 4 m، إذن، s(0)=4:

s(t)=21+t2+Cf(0)=21+02+C4=2+CC=2s(t)=21+t2+2

أرض زراعية(27) زراعة: يمثل الاقتران V(t) سعر دونم أرض زراعية في الأغوار الأردنية (بالدينار) بعد t سنة من الآن. إذا كان: V(t)=0.4t30.2t4+80003 هو معدل التغير في سعر دونم الأرض، فأجد V(t)، علماً بأن سعره الآن JD 5000.

V(t)=0.4t30.2t4+80003dtu=0.2t4+8000dudt=0.8t3dt=du0.8t3V(t)=0.4t30.2t4+80003dx=0.4t3u3×du0.8t3=12u13du=13u23+C=13u23+C=13(0.2t4+8000)23+C

بما أن سعر دونم الأرض الآن هو 5000 دينار، إذن، V(0)=5000 ومنه:

V(t)=13(0.2t4+8000)23+CV(0)=13(0.2(0)4+8000)23+C5000=13(8000)23+C5000=4003+CC=146003V(t)=13(0.2t4+8000)23+146003

(28) سكان: أشارت دراسة إلى أن عدد السكان في إحدى المدن يتغير سنوياً بمعدل يمكن نمذجته بالاقتران: P(t)=4e0.2t4+e0.2t، حيث t عدد السنوات منذ عام 2015 م، وP(t) عدد السكان بالآلاف. أجد مقدار الزيادة في عدد السكان عام 2015 م إلى عام 2025 م.

dt=du0.2e0.2tt=10u=4+e0.2(10)=4+e2t=0u=4+e0.2(0)=50104e0.2t4+e0.2tdt=54+e24e0.2tu×du0.2e0.2t=54+e220u12du=40u12|54+e2=40u|54+e2=404+e240546

إذن يزداد عدد سكان هذه المدينة بحوالي 46 ألف شخص من 2015 م إلى 2025 م.

إعداد : شبكة منهاجي التعليمية

10 / 07 / 2023

النقاشات