Условие:
Решение:
Предмет: Математика (Высшая математика)
Раздел: Интегралы
Задание: Вычислить неопределённый интеграл \(\int \frac{5x \, dx}{\sqrt{3 - 5x^2}}\).
Шаг 1: Упрощение интеграла
Обозначим \( u = 3 - 5x^2 \). Тогда производная функций \( u \) по \( x \) равняется:
\[ \frac{du}{dx} = -10x \]
Отсюда:
\[ du = -10x \, dx \quad \text{или} \quad x \, dx = -\frac{1}{10} du \]
Шаг 2: Замена переменных
Теперь подставим \( u \) и \( du \):
\[ \int \frac{5x \, dx}{\sqrt{3 - 5x^2}} = \int \frac{5x \, dx}{\sqrt{u}} \]
Замена переменных даёт:
\[ = 5 \int \frac{x \, dx}{\sqrt{u}} \]
Теперь применим найденную замену \( x \, dx = -\frac{1}{10} du \):
\[ = 5 \int \frac{-\frac{1}{10} du}{\sqrt{u}} = -\frac{5}{10} \int \frac{du}{\sqrt{u}} = -\frac{1}{2} \int u^{-\frac{1}{2}} \, du \]
Шаг 3: Интегрирование
\[ \int u^{-\frac{1}{2}} \, du \]
Пользуемся формулой интегрирования \( \int u^n \, du = \frac{u^{n+1}}{n+1} \):
\[ = -\frac{1}{2} \cdot \frac{u^{\frac{1}{2}}}{\frac{1}{2}} = -u^{\frac{1}{2}} + C = -\sqrt{u} + C \]
Шаг 4: Возвращение к переменной \( x \)
Теперь возвращаемся к переменной \( x \), где \( u = 3 - 5x^2 \):
\[ = -\sqrt{3 - 5x^2} + C \]
Ответ:
\[ \int \frac{5x \, dx}{\sqrt{3 - 5x^2}} = -\sqrt{3 - 5x^2} + C \]
Таким образом, решение задачи подробно разобрано.