أتدرب وأحل المسائل

أتدرب وأحل المسائل

التكامل

أجد كلاً من التكاملات الآتية:

x2(2x3+5)4dx (1)

u=2x3+5dudx=6x2dx=du6x2x2(2x3+5)4dx=x2u4×du6x2=16u4du=130u5+C=130(2x3+5)5+C

x2x+3dx (2)

u=x+3dx=du,x=u3x2x+3dx=x2udu=(u3)2udu=(u526u32+9u12)du=27u72125u52+6u32+C=27(x+3)72125(x+3)52+6(x+3)32+C=27(x+3)7125(x+3)5+6(x+3)3+C

x(x+2)3dx (3)

u=x+2dx=du,x=u2x(x+2)3dx=xu3du=(u2)u3du=(u42u3)du=15u512u4+C=15(x+2)512(x+2)4+C

xx+4dx (4)

u=x+4dx=du,x=u4xx+4dx=xudu=u4udu=(u124u12)du=23u328u12+C=23(x+4)328(x+4)12+C=23(x+4)38x+4+C

sinxcos2xdx (5)

sinxcos2xdx=sinx(2cos2x1)dxu=cosxdudx=sinxdx=dusinxsinxcos2xdx=sinx(2u21)×dusinx=(12u2)du=u23u3+C=cosx23cos3x+C

e3xex+1dx (6)

bbbu=ex+1dudx=exdx=duex,ex=u1e3xex+1dx=e3xu×duex=e2xudu=(u1)2udu=(u2+1u)du=12u22u+ln|u|+C=12(ex+1)22(ex+1)+ln(ex+1)+C

sec4xdx (7)

sec4xdx=sec2x×sec2xdx=sec2x(1+tan2x)dxu=tanxdudx=sec2xdx=dusec2xsec4xdx=sec2x(1+u2)×dusec2x=(1+u2)du=u+13u3+C=tanx+13tan3x+C

tanxcos2xdx (8)

tanxcos2xdx=tanxsec2xdxu=tanxdudx=sec2xdx=dusec2xtanxcos2xdx=usec2x×dusec2x=udu=12u2+C=12tan2x+C

sin(lnx)xdx (9)

u=lnxdudx=1xdx=xdusin(lnx)xdx=sinux×xdu=sinudu=cosu+C=cos(lnx)+C

sinxcosx1+sin2xdx (10)

sinxcosx1+sin2xdx=122sinxcosx1+sin2xdx=12ln(1+sin2x)+C

2ex2ex(ex+ex)2dx (11)

u=ex+exdudx=exexdx=duexex2ex2ex(ex+ex)2dx=2(exex)u2×duexex=2u2du=2u1+C=2ex+ex+C

x(x+1)x+1dx (12)

u=x+1dx=du,x=u1x(x+1)x+1dx=1uuudu=1uu32du=(u32u12)du=2u122u12+C=2(x+1)122(x+1)12+C=2x+12x+1+C

xx+103dx (13)

u=x+10dx=du,x=u10xx+103dx=(u10)u13du=(u4310u13)du=37u73152u43+C=37(x+10)73152(x+10)43+C=37(x+10)73152(x+10)43+C

(sec2x2tan7x2)dx (14)

u=tanx2dudx=12sec2x2dx=2dusec2x2sec2x2tan7x2dx=sec2x2u7×2dusec2x2=2u7du=14u8+C=14tan8x2+C

sec3x+esinxsecxdx (15)

sec3x+esinxsecxdx=(sec2x+cosxesinx)dx=sec2xdx+cosxesinxdxu=sinxdudx=cosxdx=ducosxsec3x+esinxsecxdx=sec2xdx+cosxeu×ducosx=tanx+eudu=tanx+eu+C=tanx+esinx+C

(1+sinx3)cos3xdx (16)

u=sinxdudx=cosxdx=ducosx(1+sinx3)cos3xdx=(1+u13)cos3xducosx=(1+u13)cos2xdu=(1+u13)(1sin2x)du=(1+u13)(1u2)du=(1+u13)(1u2)du=(1u2+u13u73)du=u13u3+34u43310u103+C=sinx13sin3x+34sin43x310sin103x+C

sinxsec5xdx (17)

sinxsec5xdx=sinxcos5xdxu=cosxdudx=sinxdx=dusinxsinxsec5xdx=sinxu5×dusinx=u5du=14u4+C=14cos4x+C=14sec4x+C

sinx+tanxcos3xdx (18)

sinx+tanxcos3xdx=(tanxsec2x+tanxsec3x)dx=tanxsecx(secx+sec2x)dxu=secxdudx=tanxsecxdx=dutanxsecxsinx+tanxcos3xdx=tanxsecx(u+u2)dutanxsecx=(u+u2)du=12u2+13u3+C=12sec2x+13sec3x+C

أجد قيمة كلا من التكاملات الآتية:

0π/4sinx1cos22xdx (19)

1cos22x=sin22x=|sin2x|

لكن الزاوية 2x تكون ضمن الربع الأول عندما 0<x<π4

لذا فإن sin2x>0 ويكون |sin2x|=sin2x

0π4sinx1cos22xdx=0π4sinxsin2xdx=0π42sin2xcosxdxu=sinxdudx=cosxdx=ducosxx=0u=0x=π4u=120π4sinx1cos22xdx=0122u2cosxducosx=0122u2du=23u3|012=132

0π/2xsinx2dx (20)

u=x2dudx=2xdx=du2xx=π2u=π24x=0u=00π2xsinx2dx=0π24xsinudu2x=120π24sinudu=12cosu|0π24=12(cosπ241)0.891

01x31+x2dx (21)

u=1+x2dudx=2xdx=du2x,x2=u1x=0u=1x=1u=201x31+x2dx=12x3u×du2x=1212x2udu=1212u1udu=1212(u12u12)du=12(23u322u12)|12=12(23(2)322(2)12(23(1)2(1)))=223

0π/3sec2xtan5xdx (22)

u=tanxdudx=sec2xdx=dusec2xx=0u=0x=π3u=30π3sec2xtan5xdx=03sec2xu5dusec2x=03u5du=16u6|03=92

02(x1)e(x1)2dx (23)

u=(x1)2dudx=2(x1)dx=du2(x1)x=0u=1x=2u=102(x1)e(x1)2dx=11(x1)eudu2(x1)=0

142+xxdx (24)

u=2+xdudx=12xdx=2xdux=1u=3x=4u=4142+xxdx=34ux2xdu=342udu=43u32|34=4(833)3

0110x(1+x3)2dx (25)

u=1+x32dudx=32x12dx=23dux12x=0u=1x=1u=20110x(1+x3)2dx=1210xu223dux12=20312u2du=203u1|12=103

0π/62cosxsinxdx (26)

u=cosxdudx=sinxdx=dusinxx=0u=1x=π6u=320π62cosxsinxdx=1322usinxdusinx=1322udu=2uln2|132=1ln2(2322)0.256

π/4π/2csc2xcot5xdx (27)

u=cotxdudx=csc2xdx=ducsc2xx=π2u=0x=π4u=1π4π2csc2xcot5xdx=10csc2xu5ducsc2x=10u5du=16u6|10=16

أجد مساحة المنطقة المظللة في كل من التمثيلات البيانية الآتية: 

التمثيل البياني للسؤال 28

A=106x(x2+1)3dx+016x(x2+1)3dxu=x2+1dudx=2xdx=du2xx=1u=2x=0u=1x=1u=2A=216xu3du2x+126xu3du2x=123u3du+123u3du=126u3du=64u4|12=452

التمثيل البياني للسؤال 29

A=24x(x1)3dxu=x1dx=du,x=u+1x=2u=1x=4u=3A=24x(x1)3dx=13u+1u3du=13(u2+u3)du=(u112u2)|13=1312(19)+1+12=109

التمثيل البياني للسؤال 30

u=x2dudx=2xdx=du2xx=1u=1x=0u=0x=2u=4A=10xex2dx+02xex2dx=10xeudu2x+04xeudu2x=1012eudu+0412eudu=12eu|10+12eu|04=12e0+12e1+12e412e0=12(e4+e)127.658

التمثيل البياني للسؤال 31

u=x2+π6dudx=2xdx=du2xx=π6⇒=π3x=0u=π6A=0π62xcos(x2+π6)dx=π6π32xcosudu2x=π6π3cosudu=sinu|π6π3=sinπ3sinπ6=3212=3120.366

في كل مما يأتي المشتقة الأولى للاقتران f(x)، ونقطة يمر بها منحنى y=f(x). أستعمل المعلومات المعطاة لإيجاد قاعدة الاقتران f(x):

f(x)=2x(4x210)2;(2,10) (32)

f(x)=f(x)dx=2x(4x210)2dxu=4x210dudx=8xdx=du8xf(x)=2xu2du8x=u2du4=14u2du=112u3+Cf(x)=112(4x210)3+Cf(2)=112(216)+C=10C=810=18+CC=8f(x)=112(4x210)38

f(x)=x2e0.2x3;(0,32) (33)

f(x)=f(x)dx=x2e0.2x3dxu=0.2x3dudx=0.6x2dx=du0.6x2f(x)=x2eudu0.6x2=106eudu=53eu+Cf(x)=53e0.2x3+Cf(0)=53+C32=53+CC=196f(x)=53e0.2x3+196

منحنى الاقترانيبين الشكل المجاور جزءاً من منحنى الاقتران f(x)=x(x2)4

(34) أجد إحداثي نقطة تماس الاقتران مع المحور x

نجد أصفار الاقتران بحل المعادلة f(x)=0

x(x2)4=0x=0,x=2

نقطة التقاطع 0,0، فتكون نقطة التماس (2,0)

ويمكن التحقق بحساب f(2):

f(x)=(x2)4+4x(x2)3f(2)=(22)4+4(2)(22)3=0

(35) أجد مساحة المنطقة المحصورة بين منحنى الاقتران f(x) والمحور x

A=02x(x2)4dxu=x2dx=du,x=u+2x=0u=2x=2u=0A=02x(x2)4dx=20(u+2)u4du=20(u5+2u4)du=(16u6+25u5)|20=0(16(2)6+25(2)5)=3215

(36) يتحرك جسيم في مسار مستقيم، وتعطى سرعته المتجهة بالاقتران: v(t)=sinωtcos2ωt، حيث t الزمن بالثواني، وv سرعته المتجهة بالمتر لكل ثانية، وbbb ثابت، إذا انطلق الجسيم من نقطة الأصل، فأجد موقعه بعد t ثانية. 

s(t)=sinωtcos2ωtdtu=cosωtdudx=ωsinωtdt=duωsinωts(t)=sinωtu2duωsinωt=1ωu2du=13ωu3+Cs(t)=130cos3ωt+C

لكن s(0)=0 لأن الجسيم انطلق من نقطة الأصل.

s(0)=13ω+C0=13ω+CC=13ωs(t)=13ωcos3ωt+13ω

حقنة(37) طب: يمثل الاقتران C(t) تركيز دواء في الدم بعد t دقيقة من حقنه في جسم مريض، حيث C مقيسة بالمليغرام لكل سنتيمتر مكعب (mg/cm3)، إذا كان تركيز الدواء لحظة حقنه في جسم المريض 0.5mg/cm3، وأخذ يتغير بمعدل C(t)=0.01e0.01t(1+e0.01t)2، فأجد C(t). 

C(t)=C(t)dt=0.01e0.01t(1+e0.01t)2dtu=1+e0.01tdudt=0.01e0.01tdt=du0.01e0.01tC(t)=0.01e0.01tu2×du0.01e0.01t=u2du=u1+K

(استعمل الرمز K لثابت التكامل بدل C المعتاد لتمييز ثابت التكامل عن رمز الاقتران C):

C(t)=(1+e0.01t)1+KC(0)=(2)1+K12=12K=1C(t)=(1+e0.01t)1+1C(t)=11+e0.01t+1

(38) أجد قيمة ln3ln4e4xex2dx، ثم اكتب الإجابة بالصيغة الآتية: ab+clnd، حيث a,b,c,d ثوابت صحيحة.

u=ex2dudx=exdx=duexex=u+2x=ln3u=eln32=32=1x=ln4u=eln42=42=2ln3ln4e4xex2dx=12e4xuduex=12e3xudu=12(u+2)3udu=12u3+6u2+12u+8udu=12(u2+6u+12+8u)du=(13u3+3u2+12u+8ln|u|)|12

(39) إذا كان: f(x)=tanx، وكان: f(3)=5، فأثبت أن f(x)=ln|cos3cosx|+5.

f(x)=tanxdx=sinxcosxdx=ln|cosx|+Cf(3)=ln|cos3|+C5=ln|cos3|+CC=5+ln|cos3|f(x)=ln|cosx|+5+ln|cos3|=ln|cos3cosx|+5

إعداد : شبكة منهاجي التعليمية

10 / 07 / 2023

النقاشات