I. výpočet integrálu substitucí: hledáme/%>(ŕ)M0<#- Zvolíme substituci x = y>(ŕ). n s ^) C\ (^ I. výpočet integrálu substitucí: hledáme/%>(ŕ)M0<#- Zvolíme substituci x = y>(ř). Vypočítáme dx = f'{t)dt. □ ö •f)<\(y I. výpočet integrálu substitucí: hledáme/%>(ŕ)M0<#- Zvolíme substituci x = y>(ř). Vypočítáme dx = f'{t)dt. Do daného integrálu dosadíme za ip(t) a f'{t)dt a dostaneme |ŕ(x)cŕx. □ rS1 ^) c\ (^ I. výpočet integrálu substitucí: hledáme/%>(ŕ)M0<#- Zvolíme substituci x = y>(ř). Vypočítáme dx = f'{t)dt. Do daného integrálu dosadíme za ip(t) a f'{t)dt a dostaneme |ŕ(x)cŕx. Vypočítáme F(x) = / f{x)dx. □ rS1 ^) c\ (^ I. výpočet integrálu substitucí: hledáme/%>(ŕ)M0<#- Zvolíme substituci x = y>(ř). Vypočítáme dx = f'{t)dt. Do daného integrálu dosadíme za ip(t) a f'{t)dt a dostaneme |ŕ(x)cŕx. Vypočítáme F(x) = / f{x)dx. Určíme interval /, na kterém platí F'(ip(t)) = f{f{t))ip'{t). □ rS1 •f)<\(y I. výpočet integrálu substitucí: hledáme/%>(ŕ)M0<#- Zvolíme substituci x = ip{t). Vypočítáme dx = f'{t)dt. Do daného integrálu dosadíme za ip(t) a f'{t)dt a dostaneme ff(x)dx. Vypočítáme F(x) = / f(x)dx. Určíme interval /, na kterém platí F'(ip(t)) = f{f{t))ip'{t). Hledaný integrál je / f{y{t))y'{()dt = F(^(ř)) + c, tel. □ rS1 ^) c\ (y Příklad: Vypočítejte / sin(2x)dx. □ ö ^) c\ (y Příklad: Vypočítejte / sin(2x)dx. Řešení: sin{2x)dx sin{2x).2dx □ i5 - = •f)<\(y Příklad: Vypočítejte / sin(2x)dx. Řešení: sin{2x)dx = - j sin{2x).2dx ■■ substituce u = 2x du = 2dx □ i5 - = ^) c\ (y Příklad: Vypočítejte / sin(2x)dx. Řešení: sin{2x)dx = - j sin{2x).2dx ■■ substituce u = 2x du = 2dx 1 sin(u)du □ i5 - = ^) c\ (y Příklad: Vypočítejte / sin(2x)dx. Řešení: sin{2x)dx = - j sin{2x).2dx ■■ substituce u = 2x du = 2dx 1 r 1 - / sin{u)du = -{-cos{u)) + c □ ö - = •f) <\ (y Příklad: Vypočítejte / sin(2x)dx. Řešení: sin{2x)dx = - j sin{2x).2dx ■■ sin(u)du substituce u = 2x du = 2dx -(-cos(u)) + c= -(-cos(2x)) + c, x e □ ö - = •f) <\ (y Příklad: Vypočítejte / e3x+1c/x. □ ö ^) c\ (y Příklad: Vypočítejte / e3x+1c/x. Řešení: 33x+1 dx 33x+1 3dx □ i5 - = ^) c\ (y Příklad: Vypočítejte / e3x+1c/x. Řešení: 33x+1 dx 33x+1 3dx substituce u = 3x + 1 du = 3dx □ i5 - = ^) c\ (y Příklad: Vypočítejte / e3x+1c/x. Řešení: 33x+1 dx 33x+1 3dx substituce u = 3x + 1 du = 3dx 1 ď.du □ i5 - = •f)<\(y Příklad: Vypočítejte / e3x+1c/x. Řešení: 33x+1 dx 33x+1 3dx substituce u = 3x + 1 du = 3dx 1 3 □ i5 - = •f)<\(y Příklad: Vypočítejte / e3x+1c/x. Řešení: 33x+1 dx 33x+1 3dx substituce u = 3x + 1 du = 3dx - / eu.du = -eu + c= -e3x+1 + c, x e o ,/ o o □ ťgl - = *} c\ Q. Příklad: Vypočítejte / ^p □ ö ^) c\ (y Příklad: Vypočítejte / ^p Řešení: -dx 2x -dx □ i5 - = ^) c\ (y Příklad: Vypočítejte / ^p Řešení: -dx 2x -dx substituce u = x2 + 1 du = 2xdx □ g - = ■ť} C\ Q. Příklad: Vypočítejte / ^p Řešení: -dx 2x -dx substituce u = x2 + 1 du = 2xdx -du □ ö - = •f) <\ (y Příklad: Vypočítejte / ^p Řešení: -dx 2x -dx substituce u = x2 + 1 du = 2xdx 1 -du -ln\u\ □ ö - = •f) <\ (y Příklad: Vypočítejte / ^p Řešení: -dx 2x -dx substituce u = x2 + 1 du = 2xdx -du-- -ln\u\ -ln\x2 C, X G □ l5 - = •f) <\ (y Poznámka : Pro funkci y(ř), která je nenulová na intervalu / a má zde derivaci ?'{() platí: / ^dt = ln\y{t)\ + c, tel: p(t) # 0. Poznámka : Pro funkci y(ř), která je nenulová na intervalu / a má zde derivaci ?'{() platí: / ,£^dt = ln\y{t)\ + c, tel: p(t) # 0. Důkaz: Poznámka : Pro funkci y(ř), která je nenulová na intervalu / a má zde derivaci ?'{() platí: / ,£^dt = ln\y{t)\ + c, tel: p(t) # 0. Důkaz: Ověřte sami. II. výpočet integrálu substitucí: hledáme J f(x)dx na intervalu J. Zvolíme substituci x = ip(t) tak, aby na J existovala ^~1 (x □ g - = = -O^KO- II. výpočet integrálu substitucí: hledáme J f(x)dx na intervalu J. Zvolíme substituci x = ip(t) tak, aby na J existovala f {x). Vypočítáme dx = f'{t)dt a do daného integrálu dosadíme místo x výraz ip(t) a místo dx výraz f'{t)dt. □ rS1 •f) <\ (y II. výpočet integrálu substitucí: hledáme J f(x)dx na intervalu J. Zvolíme substituci x = ip(t) tak, aby na J existovala f {x). Vypočítáme dx = f'{t)dt a do daného integrálu dosadíme místo x výraz ip(t) a místo dx výraz f'{t)dt. Určíme G(ŕ) = J f{{t)dt. □ rS1 •f) <\ (y II. výpočet integrálu substitucí: hledáme J f(x)dx na intervalu J. Zvolíme substituci x = ip(t) tak, aby na J existovala f {x). Vypočítáme dx = f'{t)dt a do daného integrálu dosadíme místo x výraz ip(t) a místo dx výraz f'{t)dt. Určíme G(ŕ) = J f{{t)dt. Dosadíme do G(ŕ) místo ŕ výraz ^~1 (x) a dostaneme F{x) = G{v-\x)). □ rS1 •f) <\ (y II. výpočet integrálu substitucí: hledáme J f(x)dx na intervalu J. Zvolíme substituci x = ip(t) tak, aby na J existovala f {x). Vypočítáme dx = f'{t)dt a do daného integrálu dosadíme místo x výraz ip(t) a místo dx výraz f'{t)dt. Určíme G(ŕ) = J f{{t)dt. Dosadíme do G(ŕ) místo ŕ výraz ^~1 (x) a dostaneme F{x) = G{v-\x)). Zkontrolujeme, zda na intervalu J platí F'(x) = f (x). □ rS1 •f) <\ (y Příklad: Vypočítejte Řešení: □ g - = ^) c\ (y Příklad: Vypočítejte Řešení: y/\ - x2dx: □ g - = ^) c\ (y Příklad: Vypočítejte Řešení: í \J\ - x2dx -. substituce x = sin(t) t e (-n/2,n/2) dx = cos(t)dt □ i5 - = ^) c\ (y Příklad: Vypočítejte Řešení: í \J\ - x2dx -. substituce x = sin(t) t e (-n/2,n/2) dx = cos(t)dt = í ^1 - sin2{t)cos{t)dt = í cos2{t)dt = □ g - = = 'Oc<0' Příklad: Vypočítejte Řešení: í \J\ - x2dx -. substituce x = sin(t) t e (-n/2,n/2) dx = cos(t)dt = í ^1 - sin2{t)cos{t)dt = í cos2{t)dt = □ gi - = = 'Oc<0' Příklad: Vypočítejte Řešení: í \J\ - x2dx -. substituce x = sin(t) t e {-n/2, n/2) dx = cos(t)dt 1 - sin2(t)cos(t)dt = / cos2(t)dt cos(2ŕ) + 1 M sin{2t) t . H H. —~Y----dt=—±-!- + - + c, x g (-1,1). Nyní je nutné vrátit se k původní proměnné x. Pro ř e {-k/2, -k/2) vyjádříme ř = arcsin(x) a protože sin{2t) = 2sin{t)cos{t) = 2sin{t)Jl - sin2{t) □ rS1 - = ^) c\ (y Příklad: Vypočítejte Řešení: í \J\ - x2dx -. substituce x = sin(t) t e {--k/2,-k/2) dx = cos(t)dt 1 - sin2(t)cos(t)dt = I cos2(t)dt ■■ t cos(2ř) + 1 _ sin(2t) c, x e 1,1 2 4 2 Nyní je nutné vrátit se k původní proměnné x. Pro ř e {-k/2, -k/2) vyjádříme ř = arcsin(x) a protože sin{2t) = 2sin{t)cos{t) = 2s/n(ř)y 1 - sin2{t), c. dostaneme výsledek x^\ * arcsin(x) 2 □ gi - = *} C\ Q. Opakování - rozklad polynomu v reálném oboru: Nechť f{x) = anxn a\x + a0 je reálný polynom. □ rS1 - = ^) c\ (y Opakování - rozklad polynomu v reálném oboru: Nechť f{x) = anxn a\x + a0 je reálný polynom. Pak f(x) lze zapsat ve tvaru f(x) = an(x - a)k(x -ß)1... (x - 7)m • [(x - a)2 + tř]p... [(x - cf + ď]q, □ rji - = -^'O'^O' Opakování - rozklad polynomu v reálném oboru: Nechť f{x) = anxn a\x + a0 je reálný polynom. Pak f(x) lze zapsat ve tvaru f(x) = an(x - a)k(x -ß)1... (x - 7)m • [(x - a)2 + tř]p... [(x - cf + ď]q, kde a e R je k - násobný kořen f (x), ß e R je / - násobný kořen f (x), 7 g R je m - násobný kořen f (x), □ gi - = ^-r)Q,0 Opakování - rozklad polynomu v reálném oboru: Nechť f{x) = anxn a\x + a0 je reálný polynom. Pak f(x) lze zapsat ve tvaru f(x) = an(x - a)k(x -ß)1... (x - 7)m • [(x - a)2 + tř]p... [(x - cf + ď]q, kde a e R je k - násobný kořen f (x), ß e R je / - násobný kořen f (x), 7 g R je m - násobný kořen f (x), a± ib jsou komplexně sdružené nereálné kořeny násobnosti p, c ± id jsou komplexně sdružené nereálné kořeny násobnosti q. □ gi - = ^-r)Q,0 Příklad: Rozložte v reálném oboru polynom f(x) = x5 - x4 - x + 1. □ ö ^) c\ (y Příklad: Rozložte v reálném oboru polynom f(x) = x5 - x4 - x + 1. Řešení: Polynom f(x) = xb - x4 - x + 1 má kořen x = 1, protože ř(1) = 0. □ gi - = ^■ť^Q.O Příklad: Rozložte v reálném oboru polynom f(x) = x5 - x4 - x + 1. Řešení: Polynom f{x) = x5 - x4 - x + 1 má kořen x = 1, protože ř(1) = 0. Můžeme zapsat f{x) = x\x - 1) - (x - 1) = (x - 1 )(x4 - 1 ). □ rji - = = •*)<\0' Příklad: Rozložte v reálném oboru polynom f(x) = x5 - x4 - x + 1. Řešení: Polynom f{x) = x5 - x4 - x + 1 má kořen x = 1, protože ř(1) = 0. Můžeme zapsat f{x) = x\x - 1) - (x - 1) = (x - 1 )(x4 - 1 ). Podle vzorce a4 - b4 = (a2 - b2)(a2 + b2) lze dále rozložit ř(x) = (x-1)(x2-1)(x2 + 1) = (x-1)(x-1)(x+1)(x2 + 1). □ rji - = -^'O'^O' Příklad: Rozložte v reálném oboru polynom f(x) = x5 - x4 - x + 1. Řešení: Polynom f{x) = xb - x4 - x + 1 má kořen x = 1, protože ř(1) = 0. Můžeme zapsat f(x) x4(x - 1) - (x - 1) = (x - 1 )(x4 - 1; Podle vzorce a4 - b4 = (a2 - b2)(a2 + b2) lze dále rozložit ř(x) = (x-1)(x2-1)(x2 + 1) = (x-1)(x-1)(x+1)(x2 + r Tedy reálný rozklad f(x) je ř(x) = (x-1)2(x+1)(x2 + 1). □ rS1 - = •f)<\(y Racionální lomená funkce Definice : Racionální lomenou funkcí nazýváme funkci tvaru f(x) Pix) qix) kde p(x), q(x) jsou polynomy. □ rS1 ^) c\ (y Racionální lomená funkce Definice : Racionální lomenou funkcí nazýváme funkci tvaru f{x) = ^|, kde p(x), q(x) jsou polynomy. Je-li stupeň polynomu p(x) menší než stupeň polynomu q(x) nazveme f(x) ryze lomenou funkcí. □ gi - = ^^)Q,0 Racionální lomená funkce Definice : Racionální lomenou funkcí nazýváme funkci tvaru f(x) Pix) qix) kde p(x), q(x) jsou polynomy. Je-li stupeň polynomu p(x) menší než stupeň polynomu q(x), nazveme f(x) ryze lomenou funkcí. Poznámka : Pokud není stupeň p(x) menší než stupeň q{x), nazýváme funkci f(x) neryze lomenou a lze ji zapsat jako součet polynomu a ryze lomené funkce. □ g ■ť} C\ Q. Příklad: f (x) = x3+2*ľ+3x 1 je neryze lomená racionální funkce. Vydělte polynomy se zbytkem. □ ö •f) <\ (y Příklad: f (x) = x3+2*ľ+3x 1 je neryze lomená racionální funkce. Vydělte polynomy se zbytkem. Řešení: f x3 + 2x2 + 3x - 1) : f x2 + ľ □ g - = -^'O'^O' Příklad: f (x) = x3+2*ľ+3x 1 je neryze lomená racionální funkce. Vydělte polynomy se zbytkem. Řešení: f x3 + 2x2 + 3x - 1) : f x2 + 1) = x □ ť? - = -^'O'^O' Příklad: f (x) = x3+2*ľ+3x 1 je neryze lomená racionální funkce. Vydělte polynomy se zbytkem. Řešení: 2x2 + 3x - 1: □ g - = -^'O'^O' Příklad: f (x) = x3+2*ľ+3x 1 je neryze lomená racionální funkce. Vydělte polynomy se zbytkem. Řešení: 2x2 + 3x - 1: 2x2 + 2x - 1 □ g - = ^) c\ (y Příklad: f (x) = x3+2*ľ+3x 1 je neryze lomená racionální funkce. Vydělte polynomy se zbytkem. Řešení: 2x2 + 3x - 1: 2x2 + 2x - 1 □ g - = ^) c\ (y Příklad: f (x) = x3+2*ľ+3x 1 je neryze lomená racionální funkce. Vydělte polynomy se zbytkem. Řešení: 2x2 + 3x - 1: 2x2 + 2x - 1 -(2x2 + 2) □ g - = •f)<\(y Příklad: f (x) = x3+2*ľ+3x 1 je neryze lomená racionální funkce. Vydělte polynomy se zbytkem. Řešení: 2x2 + 3x - 1: 2x2 + 2x - 1 -(2x2 + 2) 2x - 3... zbytek □ i5 - = ^) c\ (y Příklad: f (x) = x3+2*ľ+3x 1 je neryze lomená racionální funkce. Vydělte polynomy se zbytkem. Řešení: 2x2 + 3x - 1: x + 2 2x2 + 2x - 1 -(2x2 + 2) 2x - 3... zbytek Tedyr(x) = x + 2 + f^f □ i5 - = ^) c\ (y Rozklad na parciální zlomky Nechť R(x) = £@ je ryze lomená reálná racionální funkce, jejíž čitatel a jmenovatel nemají stejný kořen. Potom existují reálná čísla A],...,Ak, Si,..., S/,..., Ci,. M1, A/1,..., Mp, Np,..., Pí, Qi,..., Pq, Qq tak, že platí At . , A , fl(x) (X - a)fc (x-a)1 B, Si (x - /?)' (x-/3)i (x-7r MpX + A/p "[(x-a)2 + Ď2]P PqX + Qq [(X - C)2 + Cr2]