Каков результат несобственного интеграла ∫0+∞ (arctg3(2x))/(1 + 4x2) dx?
Выберите один ответ:
Математика 11 класс Несобственные интегралы несобственный интеграл результат интеграла arctg математика 11 класс интегрирование пределы интегрирования вычисление интеграла Новый
Для решения данного несобственного интеграла ∫0+∞ (arctg(3(2x)))/(1 + 4x²) dx, мы будем использовать метод замены переменной и некоторые свойства интегралов.
Шаг 1: Замена переменной
Сначала мы сделаем замену переменной. Пусть:
x = t/2, тогда dx = (1/2) dt.
При этом пределы интегрирования изменятся: когда x = 0, t = 0, а когда x → ∞, t → ∞. Подставим это в интеграл:
Таким образом, наш интеграл становится:
1/2 * ∫0+∞ (arctg(3t))/(1 + t²) dt.
Шаг 2: Решение интеграла
Теперь нам нужно вычислить интеграл ∫0+∞ (arctg(3t))/(1 + t²) dt. Этот интеграл можно решить, используя известный результат:
∫0+∞ (arctg(at))/(1 + t²) dt = (π/2) * arctg(a), где a - постоянная.
В нашем случае a = 3. Подставим это в формулу:
∫0+∞ (arctg(3t))/(1 + t²) dt = (π/2) * arctg(3).
Шаг 3: Подставляем результат обратно
Теперь подставим найденное значение в наш интеграл:
1/2 * (π/2) * arctg(3) = (π/4) * arctg(3).
Шаг 4: Оценка значения arctg(3)
Значение arctg(3) является конечным и положительным числом. Таким образом, итоговый результат интеграла будет конечным.
Шаг 5: Сравнение с предложенными вариантами
Оценим полученное значение. Мы получили (π/4) * arctg(3). Теперь нам нужно сопоставить это значение с предложенными вариантами:
Так как arctg(3) не является простым числом, мы можем сделать вывод, что (π/4) * arctg(3) не совпадает с ни одним из предложенных значений, но нужно выбрать наиболее близкий вариант.
Поэтому, учитывая, что (π/4) * arctg(3) в числовом выражении будет ближе к π4/128, чем к другим вариантам, мы можем предположить, что правильный ответ:
π4/128