Часто для вычисления интеграла полезно заменить переменную интегрирования
новой переменной
при помощи подстановки
или
. При этом необходимо перейти от старых пределов интегрирования
и
к новым пределам
и
которые определяют из уравнений
,
или
Замена переменной осуществляется по формуле
(3.11)
Эта формула справедлива, если – непрерывная функция, а функция
сама непрерывна и имеет непрерывную производную на отрезке
.
При вычислении определенного интеграла методом замены переменной возврат к старой переменной не требуется.
Пример 3.2. Вычислить интеграл .
Решение. Положим , тогда
. Такая подстановка возможна (так как при любом значении
под корнем получается неотрицательная величина) и приводит к тому, что корень под знаком интеграла исчезает. При этом изменению переменной
от
до
соответствует изменение переменной
от
до
. Применяя формулу (3.11) получаем
.
Пример 3.3. Вычислить интеграл .
Решение. Положим , тогда ex – 1 = t2, ex = t2 + 1, дифференцируем обе части равенства: exdx = 2tdt, откуда
.
При x = 0: ;
при x = ln2: ,
поэтому