Чтобы найти первообразные данных функций, нужно воспользоваться основными правилами интегрирования. Первообразная функции ( f(x) ) обозначается символом ( F(x) ), и ее нахождение связано с процессом интегрирования.
а) ( f(x) = 2x^3 - x^2 - 1 )
Для нахождения первообразной этой функции, воспользуемся основными правилами интегрирования:
[
\int x^n \, dx = \frac{x^{n+1}}{n+1} + C,
]
где ( C ) — произвольная постоянная интегрирования.
Интегрируем каждый член функции по отдельности:
[
\int (2x^3) \, dx = 2 \int x^3 \, dx = 2 \cdot \frac{x^{4}}{4} = \frac{1}{2}x^4,
]
[
\int (-x^2) \, dx = - \int x^2 \, dx = - \frac{x^{3}}{3},
]
[
\int (-1) \, dx = -x.
]
Складываем результаты:
[
F(x) = \frac{1}{2}x^4 - \frac{x^3}{3} - x + C.
]
б) ( f(x) = (2x - 3)^4 )
Для нахождения первообразной этой функции, воспользуемся методом подстановки. Пусть ( u = 2x - 3 ), тогда ( du = 2 \, dx ) и ( dx = \frac{1}{2} \, du ).
Переписываем интеграл через ( u ):
[
\int (2x - 3)^4 \, dx = \int u^4 \cdot \frac{1}{2} \, du = \frac{1}{2} \int u^4 \, du.
]
Интегрируем ( u^4 ):
[
\frac{1}{2} \int u^4 \, du = \frac{1}{2} \cdot \frac{u^5}{5} = \frac{u^5}{10}.
]
Подставляем ( u = 2x - 3 ):
[
F(x) = \frac{(2x - 3)^5}{10} + C.
]
в) ( f(x) = 3 \cos(2x) )
Для нахождения первообразной этой функции, воспользуемся методом подстановки. Пусть ( u = 2x ), тогда ( du = 2 \, dx ) и ( dx = \frac{1}{2} \, du ).
Переписываем интеграл через ( u ):
[
\int 3 \cos(2x) \, dx = 3 \int \cos(u) \cdot \frac{1}{2} \, du = \frac{3}{2} \int \cos(u) \, du.
]
Интегрируем ( \cos(u) ):
[
\frac{3}{2} \int \cos(u) \, du = \frac{3}{2} \sin(u).
]
Подставляем ( u = 2x ):
[
F(x) = \frac{3}{2} \sin(2x) + C.
]
г) ( f(x) = \frac{1}{(5x - 1)^4} )
Для нахождения первообразной этой функции, воспользуемся методом подстановки. Пусть ( u = 5x - 1 ), тогда ( du = 5 \, dx ) и ( dx = \frac{1}{5} \, du ).
Переписываем интеграл через ( u ):
[
\int \frac{1}{(5x - 1)^4} \, dx = \int \frac{1}{u^4} \cdot \frac{1}{5} \, du = \frac{1}{5} \int u^{-4} \, du.
]
Интегрируем ( u^{-4} ):
[
\frac{1}{5} \int u^{-4} \, du = \frac{1}{5} \cdot \frac{u^{-3}}{-3} = -\frac{1}{15} u^{-3}.
]
Подставляем ( u = 5x - 1 ):
[
F(x) = -\frac{1}{15} (5x - 1)^{-3} + C.
]
Таким образом, первообразные для данных функций имеют следующий вид:
а) ( F(x) = \frac{1}{2}x^4 - \frac{x^3}{3} - x + C ),
б) ( F(x) = \frac{(2x - 3)^5}{10} + C ),
в) ( F(x) = \frac{3}{2} \sin(2x) + C ),
г) ( F(x) = -\frac{1}{15} (5x - 1)^{-3} + C ).