Substituční metoda
Pro integraci substitucí existuje v balíku student příkaz changevar.
> | with(student): |
Vypočtěte neurčitý integrál
Použijeme substituci
> | e1:=Int(x/(x^2+1), x); |
> | g:=changevar(x^2+1=t, e1, t); |
To už je "elementární" integrál, pro jeho vyhodnocení použijeme příkaz value.
> | v:=value(g); |
Maple používá namísto Protože nezpůsobí nám to v tomto případě problémy.
Zpětnou substitucí se vrátíme zpět k původní proměnné.
> | subs(t=x^2+1, v); |
Příklad 1
> | i1:=Int((1+ln(x))^4/x, x); |
> | i1=changevar((1+ln(x))=t, i1, t); |
> | value(rhs(%)); |
> | subs(t=ln(x)+1, %); |
> | testeq(diff(%,x)=integrand(i1)); |
Příklad 2
> | assume(x>-1); |
> | additionally(x>1); |
> | i2:=Int(sqrt(1-x^2), x); |
> | i2=changevar(x=sin(t), i2, t); |
> | value(rhs(%)); |
> | i2=subs(t=arcsin(x), %); |
> | combine(%); |
> | value(i2); |
> | rationalize(simplify(diff(%,x))); |
Příklad 3
> | restart; with(student): |
> | i3:=Int(cos(x)^5 *sin(x)^2, x); |
> | i3=changevar(sin(x)=t, i3, t); |
> | value(rhs(%)); |
> | i3=subs(t=sin(x), %); |
Příklad 4
> | i4:=Int(1/sin(x), x); |
> | i4=changevar(cos(x)=t, i4, t); |
> | simplify(%); |
> | rhs(%); |
Integrál řešíme rozkladem na parciálni zlomky.
> | integrand(%); |
> | convert(%, 'parfrac', t); |
> | int(%, t); |
> | subs(t=cos(x), %); |
> | v:=%; |
> | diff(v,x); |
> | testeq(%=integrand(i4)); |
Příklad 5
> | i5:=Int(1/(1+sin(x)^2), x); |
> | i5=changevar(tan(x)=t, i5, t); |
> | simplify(rhs(%)); |
> | value(%); |
> | i5=subs(t=tan(x), %); |
> | v:=diff(rhs(%), x); |
> | testeq(v=integrand(i5)); |
Příklad 6
> | assume(x>1); |
> | i6:=Int(1/x*sqrt((x+1)/(x-1)), x); |
> | simplify(changevar((x+1)/(x-1)=t^2, i6, t)); |
> | (-4)*convert(integrand(%), parfrac, t); |
> | int(%, t); |
> | subs(t=sqrt((x+1)/(x-1)), %); |
> | v:=(diff(%,x)); |
> | rationalize(v); |
> | normal(%); |
> | testeq(%=integrand(i6)); |
> |