Areal-Hvorfor er metode 2 feil?

Her kan du stille spørsmål vedrørende problemer og oppgaver i matematikk for videregående skole og oppover på høyskolenivå. Alle som føler trangen er velkommen til å svare.

Moderatorer: Aleks855, Gustav, Nebuchadnezzar, Janhaa, DennisChristensen, Emilga

Arbeider
Dirichlet
Dirichlet
Innlegg: 164
Registrert: 17/09-2008 22:43

meCarnival, det var det jeg også tenkte at man bare skulle legge sammen arealene. Derfor er metode 2 feil å bruke, for hvis man bruker den blir [tex]\: A_2\:[/tex] positiv, og da ser man altså dette flatestykket ikke lenger under x-aksen som vi regner oss fram til ved å oppdele intervallet fra x=0 til x=4.

Man skal altså ikke oppdele dette intervallet da det kan føre til feil resultat for , flatestykkene ligger ikke delvis over og under x aksen som i eksempelet til Justin Sane.Altså i mitt eksempel ligger noe over og litt under og litt over igjen.

Man oppdeler intervallet og bruker metode 2 bare når DELVIS av flatestykket ligger over og under x aksen, altså lige mye flatestykke over som under x aksen,kun da kan vi oppdele intervallet.

Vi kan altså dele opp intervallet for integralet som Justin Sane nevner for flatestykket ligger delvis over og under x-aksen , like mye over som under x-aksen da får vi ved regning når vi deler opp de to flatestykkene kalt [tex]\:A_1 , \: A_2[/tex];


[tex]\int_{-5}^0 \frac{1}{2}xdx=\frac{1}{2}\int_\: xdx=\frac{1}{2}[ \frac{1}{2}x^2]^0_{-5}=-\frac{25}{4}[/tex]

Siden dette flatesykket ligger under x-aksen får vi:

[tex]A_1= -\int_{-5}^0 \frac{1}{2}xdx=\frac{1}{2}\int_\: xdx=\frac{1}{2}[ \frac{1}{2}x^2]^0_{-5}=\frac{25}{4}[/tex]

Og for det andre flatstykket som ligger over x-aksen blir arealet :

[tex]A_2= -\int_0^5 \frac{1}{2}xdx=\frac{1}{2}\int_\: xdx=\frac{1}{2}[ \frac{1}{2}x^2]^5_0=\frac{25}{4}[/tex]

Samlet areal blir :

[tex]A=A_1+A_2=\frac{25}{4}+\frac{25}{4}=\frac{25}{2}[/tex]

Altså oppdelingen av et intervall kan kun skje hvis flatestykkene ligger delvis over og under x-aksen ,altså like mye over som under. Det var ikke et tilfelle for integralet i første innlegget.Derfor er metode 2 feil å bruke. :D
meCarnival
Riemann
Riemann
Innlegg: 1686
Registrert: 07/09-2007 19:12
Sted: Trondheim

Arbeider skrev:meCarnival, det var det jeg også tenkte at man bare skulle legge sammen arealene. Derfor er metode 2 feil å bruke, for hvis man bruker den blir [tex]\: A_2\:[/tex] positiv, og da ser man altså dette flatestykket ikke lenger under x-aksen som vi regner oss fram til ved å oppdele intervallet fra x=0 til x=4.
Dette kommer jo ann på funksjonen og dine grenser... Funksjonen vet jo den selv ligger under x-aksen og dermed blir svaret negativt..

[tex]+ \cdot - = -[/tex]
Høgskolen i Sør-Trøndelag, Logistikkingeniør
Ingeniørmatematikk IV
Arbeider
Dirichlet
Dirichlet
Innlegg: 164
Registrert: 17/09-2008 22:43

Nå var det [tex]\: A_2\:[/tex] fra metode 2 i første innlegget jeg mente med dette.For der er :

[tex]- \cdot -=+[/tex]

Og skulle man lagt alle de tre oppdelte arealene hadde jeg fått feil svar.Derfor er metode 2 feil å bruke. For flatestykkene ligger ikke delvis over og underx aksen, hadde de gjort det hadde metode 2 vært riktig å bruke. :)
meCarnival
Riemann
Riemann
Innlegg: 1686
Registrert: 07/09-2007 19:12
Sted: Trondheim

Det var til vanskelig det skulle være med fortegn...

[tex]\int (x^3-x^2-4x+4) dx = \frac{x^4}{4}-\frac{x^3}{3}-2x^2+4x[/tex]

Metode #1:

[tex]A = [\frac{x^4}{4}-\frac{x^3}{3}-2x^2+4x]_0^4 =\( \frac{4^4}{4}-\frac{4^3}{3}-2\cdot 4^2+4 \cdot 4 \) - \( \frac{0^4}{4}-\frac{0^3}{3}-2 \cdot 0^2+4 \cdot 0\) = \frac{80}{3} - 0 = \underline{\underline{\frac{80}{3}}}[/tex]


Metode #2:

[tex]A_1 = [\frac{x^4}{4}-\frac{x^3}{3}-2x^2+4x]_0^1 =\( \frac{1^4}{4}-\frac{1^3}{3}-2\cdot 1^2+4 \cdot 1 \) - \( \frac{0^4}{4}-\frac{0^3}{3}-2 \cdot 0^2+4 \cdot 0\) = \frac{23}{12}[/tex]

[tex]A_2 = [\frac{x^4}{4}-\frac{x^3}{3}-2x^2+4x]_1^2 =\( \frac{2^4}{4}-\frac{2^3}{3}-2\cdot 2^2+4 \cdot 2 \) - \( \frac{1^4}{4}-\frac{1^3}{3}-2 \cdot 1^2+4 \cdot 1\) = -\frac{7}{12}[/tex]

[tex]A_3 = [\frac{x^4}{4}-\frac{x^3}{3}-2x^2+4x]_2^4 =\( \frac{4^4}{4}-\frac{4^3}{3}-2\cdot 4^2+4 \cdot 4 \) - \( \frac{2^4}{4}-\frac{2^3}{3}-2 \cdot 2^2+4 \cdot 2\) = \frac{76}{3}[/tex]


[tex]A = A_1 + A_2 + A_3 = \frac{23}{12}+\( -\frac{7}{12}\) +\frac{76}{3} = \frac{23}{12} -\frac{7}{12} +\frac{76}{3} = \frac{23-7+304}{12} = \frac{320}{12} = \frac{2^6 \cdot 5}{2^2 \cdot 3} = \frac{2^4 \cdot 5}{3} = \underline{\underline{\frac{80}{3}}}[/tex]


Wulla :wink:
Høgskolen i Sør-Trøndelag, Logistikkingeniør
Ingeniørmatematikk IV
Arbeider
Dirichlet
Dirichlet
Innlegg: 164
Registrert: 17/09-2008 22:43

meCarnival da: Hvis man regner ut arealet av flatestykket som ligger under x-aksen som er i intervall fra x=1 til x=2. Altså:

[tex]\int_1^2(x^3-x^2-4x+4)dx=- \frac{7}{12}[/tex]

Men siden flatestykket ligger under x aksen får vi:

[tex]- \int_1^2(x^3-x^2-4x+4)dx=-(-\frac{7}{12})[/tex]

Og hvis du da legger sammen de tre arealene får du feil svar.

Anngående utregningen din for [tex]\: A_2\:[/tex], tar du ikke hensyn til at flatestykket ligger under x-aksen når du regner integral.For å finne [tex]\:A_2\:[/tex] har du benyttet deg av [tex]\: \int_^2_1(x^3-x^2-4x+4)dx\:[/tex].Men flatestykket ligger jo under x-aksen og da blir integralet [tex] \: - \int_^2_1(x^3-x^2-4x+4)dx\:[/tex] men denne vet vi jo gir feil svar når vi sumerer arealene for da får jo [tex]\: A_2\:[/tex] feil fortegn, derfor kan vi ikke bruke metode 2 , altså vi kan ikke oppdele intervallet.Vi kan kun oppdele intervalle når flatestykkene ligger delvis over og under x-aksen men her gjør de altså ikke det.De gjør det for integralet som Justin Sane nevnte, der kan vi oppdele som i metode 2, for der ligger flatestykkene delvis over og under x-aksen.Hvis vi ikke oppdeler inetervallet fra eksempelet til Justin får kommer vi til å få svaret 0.For de to flatstykkene i hans eksempel er like og ligger delvis over og under x aksen.
Svar