Чтобы вычислить интеграл ∫₁⁴ (1/√(x²-4)³) dx, следуем следующим шагам:
- Проверим область определения функции под интегралом. Функция 1/√(x²-4) определена, когда x² - 4 > 0, что означает, что x < -2 или x > 2. Мы видим, что пределы интегрирования от 1 до 4, и в этом интервале функция определена только для x > 2.
- Разобьем интеграл на два интервала: Поскольку функция не определена на интервале от 1 до 2, мы можем записать интеграл как:
- ∫₁² (1/√(x²-4)³) dx - этот интеграл не определен, так как функция не существует на этом интервале.
- ∫₂⁴ (1/√(x²-4)³) dx - этот интеграл определен, и мы можем его вычислить.
- Вычислим интеграл ∫₂⁴ (1/√(x²-4)³) dx. Для этого сделаем замену переменной. Пусть:
- x = 2sec(θ), тогда dx = 2sec(θ)tan(θ)dθ.
- При x = 2, θ = 0; при x = 4, θ = π/3.
- Подставим в интеграл:
- √(x² - 4) = √(4sec²(θ) - 4) = 2tan(θ).
- Таким образом, интеграл превращается в:
- ∫ (1/(2tan(θ))³) * (2sec(θ)tan(θ)dθ).
- Упростим выражение:
- ∫ (1/8tan²(θ)sec(θ)) dθ.
- Это можно записать как:
- 1/8 ∫ sec(θ) * csc²(θ) dθ.
- Используем интеграл sec(θ) * csc²(θ): Мы знаем, что интеграл sec(θ) * csc²(θ) = -sec(θ) + C.
- Вычисляем пределы интегрирования:
- При θ = 0: -sec(0) = -1.
- При θ = π/3: -sec(π/3) = -2.
- Подставляем пределы:
- 1/8 * [-2 - (-1)] = 1/8 * (-2 + 1) = -1/8.
Таким образом, значение интеграла ∫₁⁴ (1/√(x²-4)³) dx равно -1/8.