 |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
Эллиптические интегралы. Введение
|
|
Рассматриваются интегралы вида:
и 
, (*)
где 
и 
– многочлены 3й и 4й степени соответственно, с вещественными коэффициентами и не имеющие кратных корней. В случае кратных корней радикалы упрощаются и сводятся к ранее рассмотренным иррациональностям.
Эти интегралы, как правило, не интегрируются в элементарных функциях и называются эллиптическими .
Однако:
1°. 
= 
=
= 
.
2°. Легко видеть, что: 
.
Два рассмотренных интеграла, хотя и являются интегралами вида (*) выражаются через элементарные функции. Такие интегралы называются псевдоэллиптическими .
А°. Для 
:
Сделаем замену: 
следовательно:
Б°. Для интегрирования 
запишем
.
В получившихся квадратных трехчленах избавимся от членов содержащих первые степени переменной х.
а) При 
сделаем замену 
Þ 
.
б) При 
сделаем замену 
.
Тогда 
,
.
Неизвестные параметры 
и 
найдем из условия равенства нулю коэффициентов при первых степенях переменной 
:
и 
.
Из системы уравнений: 
находим и .
Тогда: 
и 
.
Теперь представим: 
в виде 
=
= 
= 
.
Интеграл от первого слагаемого легко берется
В°. Рассмотрим интеграл: 
. (**)
Функцию 
запишем в виде 
.
Запишем
Функция 
четная и, следовательно 
,
а функция 
нечетная и поэтому 
.
Тогда интеграл (**) разбивается в сумму двух интегралов:
I. 
. Замена 
сводит этот интеграл, к ранее рассмотренным интегралам от квадратичных иррациональностей.
II. 
. Этим интегралом мы и займемся в следующем параграфе. §. Приведение интеграла 
к каноническому виду.
Приведение интеграла к каноническому виду зависит от знаков констант А, m, 
.
Есть шесть различных вариантов распределения знаков этих констант:
1) + – –; 2) + – +; 3) + + +; 4) – – –; 5) – – +; 6) – + +.
Введем обозначения: 
и рассмотрим каждый из шести выделенных случаев.
1°. 
. Область определения подынтегрального выражения
.
a) 
; Производя замену переменной интегрирования 
получаем:
и 
.
Здесь 
. Последний интеграл записан уже в каноническом виде.
б) 
; Сделаем замену переменной 
. Отсюда:
.
Получен канонический вид интеграла.
.
2°. 
. Область определения подынтегрального выражения
.
Замена: 
; 
; 
.
И, следовательно: 
=
= 
= 
.
Тогда: 
.
Вновь получен канонический вид интеграла.
3°. 
. Замена: 
; 
.
= 
и получаем:
– канонический вид интеграла.
4°. . Область определения: 
.
Производя замену 
, получим:
; 
; 
.
Теперь: 
=
= 
= 
.
= 
. Это вновь канонический вид исходного интеграла.
5°. . Область определения подынтегрального выражения
.
Выполним замену переменной: 
; 
.
= 
= 
.
= . Это снова канонический вид исходного интеграла.
6°. . Данное выражение всегда отрицательно и, следовательно, подынтегральная функция не определена.
*. В итоге мы получили канонический вид эллиптического интеграла.
Дата публикования: 2014-11-26; Прочитано: 415 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!
