Для вычисления интеграла ∫ x²√(x - 1) dx методом замены переменной, давайте проведем следующие шаги:
- Выбор замены: Мы видим, что под корнем находится выражение (x - 1). Удобно сделать замену переменной, чтобы упростить интеграл. Пусть t = x - 1. Тогда, следовательно, x = t + 1.
- Нахождение производной: Теперь найдем производную dx по dt. Из нашего уравнения x = t + 1 следует, что dx = dt.
- Подстановка: Теперь подставим x и dx в интеграл:
- x² = (t + 1)² = t² + 2t + 1
- √(x - 1) = √t
Теперь интеграл становится:
∫ (t² + 2t + 1)√t dt
- Упрощение интеграла: Раскроем скобки и упростим интеграл:
- ∫ (t²√t + 2t√t + √t) dt
- ∫ (t^(5/2) + 2t^(3/2) + t^(1/2)) dt
- Интегрирование: Теперь интегрируем каждое слагаемое:
- ∫ t^(5/2) dt = (2/7) t^(7/2)
- ∫ 2t^(3/2) dt = (4/5) t^(5/2)
- ∫ t^(1/2) dt = (2/3) t^(3/2)
Таким образом, интеграл будет равен:
(2/7) t^(7/2) + (4/5) t^(5/2) + (2/3) t^(3/2) + C
- Возврат к переменной x: Теперь нужно выразить результат через x. Напомним, что t = x - 1. Подставляем обратно:
(2/7) (x - 1)^(7/2) + (4/5) (x - 1)^(5/2) + (2/3) (x - 1)^(3/2) + C
Таким образом, мы нашли интеграл ∫ x²√(x - 1) dx и выразили его через переменную x.