Теорема 2. Если и - дифференцируемые функции, то
или
. (3)
Формула (3) называется формулой интегрирования по частям для неопределенного интеграла.
Можно выделить следующие типы интегралов, для нахождения которых используется формула интегрирования по частям:
I. , , .
II. , , , , , где и - целое положительное число.
Для нахождения интегралов из первой группы полагаем , а остальные сомножители подынтегральной функции задают .
Для интегралов из второй группы полагаем , а а остальные сомножители подынтегральной функции задают .
Пример 5.
1) Вычислим интеграл . Пусть , тогда . По формуле (3) получаем, что .
Следующие интегралы вычисляются подобным же образом.
2)
.
3)
.
4) , так как , то
.
5) . Для последнего интеграла снова используем метод интегрирования по частям . Окончательно получаем, что .
6) Рассмотрим еще один пример, где комбинируются два метода.
. В последнем интеграле сделаем замену (можно и ), тогда . Следовательно, . Окончательно получаем, что .