3.3. Замена переменной в определенном интеграле

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