අර්ථ දැක්වීම
\frac{\operatorname d\varnothing(x)}{\operatorname dx}=f(x)\;\text{නම්}\;\int f(x)\;dx\;=\varnothing(x)\;+\;C\;\text{වේ.}\;\text{එය අනිශ්චිත අනුකලනය ලෙස හැදින්වේ. }\;
\int_a^bf\left(x\right)\operatorname dx=\left[\phi\left(x\right)\right]_a^b=\phi\left(b\right)-\phi\left(a\right)
ලෙස ලියනු ලැබේ.
- මෙවැනි අනුකලනයක් නිශ්චිත අනුකලනයක් ලෙස හැඳින්වේ.
- මෙහි a යටත් සීමාව වන අතර b උඩත් සීමාව වේ.
උදා:
1.\begin{array}{rcl}\int_1^2x^2dx\;&=&\;\left[\frac{x^3}3\right]_1^2\\&=&\;\frac13(2^3\;-\;1^3)\\&=&\frac73\end{array}
2.\int_1^2\frac x{\sqrt{x^2+1}}dx
\frac d{dx}\left(\sqrt{x^2+1}\right)=\frac12.\frac1{\sqrt{x^2+1}}.2x=\;\frac x{\sqrt{x^2+1}}\Rightarrow\int\frac{\displaystyle x}{\displaystyle\sqrt{x^2+1}}dx=\sqrt{x^2+1}
\begin{array}{rcl}\int_0^\sqrt3\frac x{\sqrt{x^2+1}}\operatorname dx &=&\left[\sqrt{x^2+1}\right]_0^\sqrt3\\\;&=&\sqrt{\left(\sqrt3\right)^2+1}-\sqrt{0+1}\\\;&=&2-1\\\;&=&1\end{array}
3. \begin{array}{rcl}\int_1^4\frac{e^\sqrt x}{\sqrt x}\operatorname dx &=&2\int_1^4\frac{e^\sqrt x}{2\sqrt x}\operatorname dx \\\;&=&2\left[e^\sqrt x\right]_1^4\\\;&=&2\left(e^\sqrt4-e^\sqrt1\right)\\\;&=&2\left(e^2-e\right)\end{array}
4.\int_0^ 1\sqrt{4-x^2}\;dx
මෙය විසඳීමට පෙර පරිදී x = 2sinθ යොදා ගනී.
අනිශ්චිත අනුකලනයේදී අවකලනය කර පසුව ආදේශ කෙරේ. නමුත් මෙහිදී ඊට අමතරව විචල්ය මාරු කෙරෙන නිසා උඩත් හා යටත් සීමා වෙනස් වේ. එම නිසා ඒවාද සොයා ගත යුතුයි.
\begin{array}{l}x\;=\;2\sin\theta\\x\;=\;1\;\text{විට }\;\frac12\;=\;\sin\theta\;\Rightarrow\theta\;=\;\frac{\mathrm\pi}6\\x\;=\;0\;\mathrm{විට}\;0\;=\;\sin\theta\;\;\;\;\Rightarrow\;\theta\;=\;0\\\frac{\operatorname dx}{\operatorname d\theta}\;=\sin\theta\;\;\Rightarrow\;dx\;=\;\sin\theta d\theta\end{array}
\begin{array}{l}\begin{array}{rcl}\int_0^1\sqrt{4-x^2}\;dx\;&=&\;\int_0^\frac\pi6(\sqrt{4-4\sin^2\theta})\sin\theta\;d\theta\\&=&\int_0^\frac\pi6(\sqrt{4-4\sin^2\theta})\sin\theta\;d\theta\\&=&\int_0^\frac\pi62\sqrt{\cos^2\theta}\sin\theta\;d\theta\\&=&\int_0^\frac\pi62\cos\theta\sin\theta\;d\theta\\&=&\int_0^\frac\pi6\sin2\theta\;d\theta\\&=&-\frac12\left[\cos2\theta\right]_0^\frac\pi6\\&=-&\frac12\cos2\left(\frac{\mathrm\pi}6\right)\;-\;\cos0\\&=&-\frac12(\frac12-1)\\&=&\frac14\end{array}\\\\\end{array}
5.\int_0^\frac\pi2\frac{dx}{3\cos x-4\sin x+5}
\begin{array}{rcl}tan\frac x2&=&t\;\text{ආදේශය }x=2tan^{-1}t\\\frac{dx}{dt}&=&\frac2{1+t^2}\Longrightarrow dx=\frac{2dt}{1+t^2}\\x&=&0\text{විට}t=tan0=0\\x&=&\frac\pi2\text{විට }t=tan\frac\pi4=1\\cosx&=&\frac{1-\tan^2{\displaystyle\frac x2}}{1+tan^2\frac x2}=\frac{1-t^2}{1+t^2}\\sinx&=&\frac{2\tan{\displaystyle\frac x2}}{1+tan^2\frac x2}=\frac{2t}{1+t^2}\\&&\end{array}
\begin{array}{rcl}&&\\\int_0^\frac\pi2\frac{dx}{3\cos x-4\sin x+5}&=&\int_0^1\frac{\displaystyle\frac{2dt}{1+t^2}}{3(\frac{1-t^2}{1+t^2})-4(\frac{2t}{1+t^2})+5}\\&=&\int_0^1\frac{\displaystyle\frac{2dt}{1+t^2}}{3(\frac{1-t^2}{1+t^2})-4(\frac{2t}{1+t^2})+5}\\&=&\int_0^1\frac{2dt}{3(1-t^2)-4(2t)+5(1+t^2)}\\&=&\int_0^1\frac{dt}{t^2-4t+4}\\&=&\int_0^1\frac{dt}{(t-2)^2}\\&=&\lbrack-(t-2)^{-1}\rbrack_0^1\\&=&-\frac1{(-1)}-(\frac{-1}{-2})\\&=&\frac12\\&&\end{array}
දිග මීටර් 1 ක් බැගින් වූ දඬු කැබලි 1000 ක් තිබෙනවා. එක් පුද්ගලයෙක් මෙම දඬු එකින් එක් ගෙන කොටස් දෙකකට කඩනවා. සෑම දණ්ඩක්ම වෙන් වන්නේ එකිනෙකට වෙනස් දිගවලිනුයි.
ඉහත සිද්ධිය සම්බන්ධව ඔබට ලැබෙන ගැටළු මේවායි.
1.දිගින් අඩු(දිග මීටර් 0.5 ට වඩා අඩු) දඬු කොටස්වල සාමාන්ය දිග කීයද?
2.දිගින් වැඩි දඬු කොටස්වල සාමාන්ය දිග කීයද?
3.දිගින් අඩු දඬු කොටස්වල සාමාන්යය හා දිගින් වැඩි දඬු කොටස්වල සාමාන්යය අතර අනුපාතය කීයද?
ඉඟිය :- 1 හා 2 කොටස් පහසුවෙන් විසඳන්න පුළුවන්. 3 කොටසේ පිළිතුර ලබා ගැනීමට අනුකලනය භාවිත කළ යුතු වෙනවා.
නිශ්චිත අනුකලනයේ ලක්ෂණ
\begin{array}{c}1.\int_a^bf(x)dx=\int_a^bf(t)dt\\x=t\\dx=dt\\x\rightarrow a\;\text{විට }t\rightarrow a\\x\rightarrow b\;\text{විට }t\rightarrow b\\\int_a^bf(x)dx=\int_a^bf(t)dt\end{array}
\begin{array}{c}2.\int_a^bf(x)dx=-\int_b^af(x)dx\\{\text{සාධනය}:-f(x)\text{හ ිඅනුකල්ය }F(x)\text{යැයි ගනිමු}.}\\\int_a^bf(x)dx=\lbrack F(x)\rbrack_a^b\;\;\\=F(b)-F(a)\\=-\lbrack F(a)-F(b)\rbrack\\=-\lbrack F(x)\rbrack_b^a\;\;\;\;\\=-\int_b^af(x)dx\end{array}
\begin{array}{rcl}3.\int_a^bf(x)dx&=&\int_a^cf(x)dx+\int_c^bf(x)dx\\\text{සාධනය}:\int_a^bf(x)dx&=&\lbrack F(x){\rbrack_a^b\;}\\&=&F(b)-F(a)\\&=&F(b)-F(c)+F(c)-F(a)\\&=&\lbrack F(x)\rbrack_c^b+\lbrack F(x)\rbrack_a^c\\&=&\int_c^bf(x)dx+\int_a^cf(x)dx\\&=&\int_a^cf(x)dx+\int_c^bf(x)dx\end{array}
\begin{array}{rcl}4.\int_0^af(x)dx&=&\int_0^af(a-x)dx\\\text{ආදේශය }\\x&=&a-t\;\\dx&=&-dt\;\\x&\rightarrow&0\;\text{විට }t\rightarrow a\\x&\rightarrow&a\;\text{විට }t\rightarrow0\\\int_0^af(x)dx&=&-\int_a^0f(a-t)dt\\&=&\int_0^af(a-t)dt=\int_0^af(a-x)dx;\text{පළමු ලක්ෂණයට අනුව }\end{array}
\begin{array}{rcl}5.\int_a^bf(x)dx&=&\int_a^bf(a+b-x)dx\\\text{ආදේශය }\\x&=&a+b-t\\dx&=&-dt\\x&\rightarrow&a\;\text{විට }t\rightarrow b\\x&\rightarrow&b\;\text{විට }t\rightarrow a\\\int_a^bf(x)dx&=&-\int_b^af(a+b-t)dt\\&=&\int_a^bf(a+b-t)dt;\;\;\;\;\text{පළමු ලක්ෂණයට අනුව}\\&=&\int_a^bf(a+b-x)dx\end{array}
උදා:-
1.(04) ලක්ෂණය භාවිතයෙන් I හි අගය සොයන්න
\begin{array}{rcl}I&=&\int_0^{\pi/2}\frac{Sin^3x}{Cos^3x+Six^3x}dx------(1)\\I&=&\int_0^{\pi/2}\frac{Sin^3({\displaystyle\frac\pi2}-x)dx}{Cos^3(\frac\pi2-x)+Sin^3(\frac\pi2-x)}\\I&=&\int_0^{\pi/2}\frac{Cos^3x}{Sin^3x+Cos^3x}dx------(2)\\&&(1)+(2)\\2I&=&\int_0^{\pi/2}\frac{Sin^3x+Cos^3x}{Sin^3x+Cos^3x}dx\\&=&\int_0^{\pi/2}dx\\&&\\&=&\lbrack x\rbrack_0^{\pi/2}\\&&\\&=&\frac\pi2-0\\&=&\frac\pi2\\I&=&\frac\pi4\\&&\end{array}
2.\begin{array}{rcl}&&\int_0^\pi\frac{x\sin xdx}{1+cos^2x}dx\\I&=&\int_0^\pi\frac{x\sin xdx}{1+cos^2x}dx-----(1)\\I&=&\int_0^\pi\frac{(\mathrm\pi-x)\sin{(\mathrm\pi-x)}dx}{1+cos^2{(\mathrm\pi-x)}}\\I&=&\int_0^\pi\frac{(\mathrm\pi-x)\sin{(x)}dx}{1+cos^2{(x)}}\;-----(2)\\&&(1)+(2)\\2I&=&\int_0^\pi\frac{x\sin xdx}{1+cos^2x}dx\;+\;\int_0^\pi\frac{(\mathrm\pi-x)\sin{(x)}dx}{1+cos^2{(x)}}\\2I\;&=&\;\int_0^\pi\frac{\mathrm{πsin}xdx}{1+cos^2x}dx\\I&=&\frac{\mathrm\pi}2\int_0^\pi\frac{\sin xdx}{1+cos^2x}dx\\\frac{d\cos x}{dx}\;&=&\;-\sin x\;\Rightarrow d\cos x\;=\;-\sin xdx\\\;I&=&\frac{\mathrm\pi}2\int_0^\pi\frac{-d\cos x}{1+cos^2x}dx\\I&=&-\frac{\mathrm\pi}2\int_0^\pi\frac{d\cos x}{1+(cosx)^2}dx\\&=&-\frac{\mathrm\pi}2\lbrack tan^{-1}(cos\pi)\rbrack_0^{\mathrm\pi}\\I&=&-\frac{\mathrm\pi}2\lbrack tan^{-1}(cos\pi)-tan^{-1}(\cos0)\rbrack\\I&=&{-\frac{\mathrm\pi}2\lbrack tan^{-1}(-1)-tan^{-1}(1)\rbrack\;}\\I&=&-\frac{\mathrm\pi}2\lbrack\;\frac{\mathrm\pi}4-(-\frac{\mathrm\pi}4)\rbrack\\I&=&\frac{\mathrm\pi^2}4\end{array}
“The theory of probabilities is at the bottom nothing but common sense reduced to calculus”
-Pierre Laplace –