Код смене у одређеном интегралу мењају се и границе: ако је t=g(x), нове границе су g(a) и g(b), па се на крају не морате враћати на x. На пример, у ∫02xx2+5dx смена t=x2+5 даје xdx=2dt и нове границе 5 и 9. Нове границе могу испасти у обрнутом редоследу; тада их оставите тако или их замените уз промену знака. Тригонометријске интеграле решавате табличним интегралима, а на симетричном интервалу [−a,a] интеграл непарне функције, као sinx, једнак је нули, што штеди рачун.
Најчешћа грешка је да се после смене задрже старе границе, или да се променљива врати на x, а границе остану нове.
МењајтевисинуH
Рад W (површина)
1,847 · 10⁹ J
mgRH/(R + H)
1,847 · 10⁹ J
mgH, да сила не слаби
1,962 · 10⁹ J
Рад је површина испод криве силе од 0 до H. Испрекидана права је сила mg на површини Земље: што је орбита виша, то је разлика између W и mgH већа.
Примеризживота
Смена са променом граница стоји иза рачунања рада у пољу силе која се мења са растојањем, на пример рада потребног да се сателит подигне у орбиту, где сила теже слаби са висином.
Сателит у орбиту
Сателит масе 500 kg треба подићи са површине Земље на висину H=400 km. На висини h сила теже је F(h)=(R+h)2mgR2, где је g=9,81 m/s², а R=6400 km полупречник Земље. Колики рад треба извршити против силе теже?
Решење
Рад је W=∫0HF(h)dh=mgR2∫0H(R+h)2dh, са H=4⋅105 m и R=6,4⋅106 m.
Смена t=R+h, dt=dh; границе: h=0 даје t=R, а h=H даје t=R+H=6,8⋅106 m.
W=mgR2∫RR+Ht2dt=mgR2(R1−R+H1)=R+HmgRH.
Бројно: W=6,8⋅106500⋅9,81⋅6,4⋅106⋅4⋅105≈1,85⋅109 J.
Да је сила стално mg, рад би био mgH≈1,96⋅109 J, око 6% више.
Одговор:Потребан рад је око 1,85⋅109 J, око 6% мање од mgH, јер сила теже слаби са висином.
Задатак за вежбу
Израчунајте ∫01(2x+1)2dx сменом, са променом граница.
Прикажи решење
t=2x+1, dx=2dt, границе 1 и 3: 21∫13t−2dt=21(1−31)=31.
Уз вашу дозволу бројимо посете и меримо ефекат огласа. Без ње, сајт ради исто, а ми не шаљемо ништа
Google-у ни друштвеним мрежама. Детаљи су у политици приватности.