Side 1 av 6

Integrasjonlek

Lagt inn: 20/08-2007 19:58
av halten
Ingen hemmelighet at det er smart å trene på integrasjon. Derfor vil jeg starte en klassiker av en integrasjonstråd.
Som på mange andre forum har den følgende oppskrift:
Første innlegg inneholder et uløst integral (gjerne VGS nivå men også strammere nivå)

Førstemann til mølla som løser integralet poster da et nytt integral som skal løses av nestemann osv osv..

Her er nummer en i rekken :)

[tex] I_1 = \int 4x^2\cos(3x)\rm{d}x[/tex]

Lagt inn: 20/08-2007 20:39
av Charlatan
God ide! :D

[tex]I = \int 4x^2cos(3x) dx \\ t=3x \ \frac{dt}{3}=dx \\ I=\frac{4}{3}\int (\frac{t}{3})^2cos(t) dt = \frac{4}{27}\int t^2cos(t) dt \\ I_1 = \int t^2cost(t) dt \\ u=t^2 \ u^\prime = 2t \\ v^\prime = cos(t) \ v = sin(t) \\ I_1 = t^2sin(t) - 2\int t \cdot sin(t) dt \\ I_2 = \int t \cdot sin(t) dt \\ u = t \ u^\prime = 1 \\ v^\prime = sin(t) \ v=-cos(t) \\ I_2 = -t \cdot cos(t) +\int cos(t) dt = sin(t)-t \cdot cos(t)+C \\ I = \frac{4}{27}I_1 = \frac{4}{27}(t^2sin(t)-2\cdot I_2) = \frac{4}{27}(t^2sin(t)-2(sin(t)-t \cdot cos(t))) + C = \frac{4}{27}t^2sin(t)-\frac{8}{27}sin(t)+\frac{8}{27}tcos(t) +C \\ t=3x \Rightarrow I = \frac{4}{3}x^2sin(3x) - \frac{8}{27}sin(3x)+\frac{8}{9}xcos(3x) + C[/tex]

Og så var det et eget integral da..

[tex]I = \int 5e^{2x}\frac{sin(x)}{tan(x)} dx[/tex]

Er ikke så oppfinnsom akkurat... :)

Lagt inn: 20/08-2007 21:25
av daofeishi
Ålrait. Here goes...

[tex]I \qquad = \qquad 5\int e^{2x} \frac{\sin(x)}{\tan(x)} \rm{d}x \qquad = \qquad 5\int e^{2x}\cos(x) \rm{d}x \qquad = \qquad5\Re \left( \int e^{(2+i)x} \rm{d} x\right) \\ = \qquad 5 \Re \left( \frac{e^{(2+i)x}}{2+i} +C \right) \qquad = \qquad e^{2x}\Re \left((2-i)e^{ix}\right) + C \qquad = \qquad e^{2x} \left(2\cos(x) + \sin(x) \right) + C[/tex]


Neste:

[tex]\int e^{\arcsin (x)} \rm{d} x[/tex]

Lagt inn: 20/08-2007 21:28
av Charlatan
Brif! :P

Sleng opp et eget integral da
EDIT: så du gjorde det

Lagt inn: 20/08-2007 21:29
av Olorin
Jepp :) Halten er en godkar!

Fin den Jarle ;) må bare omformes litt selvfølgelig

[tex]I=\int 5e^{2x}\cdot \frac{\sin x}{\tan x}dx \ \; \left(\frac{\sin x}{\frac{\sin x}{\cos x}} = \cos x\right)[/tex]

[tex]u^, = \cos x \,\ u=\sin x \ , \ v=5e^{2x} \,\ v^,=10e^{2x}[/tex]

[tex]\int 5e^{2x}\cdot \cos x dx= \sin x \cdot 5e^{2x}-\int 10e^{2x}\cdot \sin x dx[/tex]

Ny delvis:
[tex]u^, = \sin x \,\ u=-\cos x \ , \ v=10e^{2x} \,\ v^,=20e^{2x}[/tex]

[tex]\int 10e^{2x}\cdot \sin x dx= -\cos x\cdot 10e^{2x}-\int 20e^{2x}\cdot -\cos x dx[/tex]

Fører inn i første delvis integral:

[tex]\int 5e^{2x}\cdot \cos x dx = \sin x\cdot 5e^{2x}-\left(-\cos x\cdot 10e^{2x}+\int 20e^{2x}\cdot \cos x dx\right)[/tex]

[tex]\int 5e^{2x}\cdot \cos x dx = \sin x\cdot 5e^{2x}+\cos x\cdot 10e^{2x}-20\int e^{2x}\cdot \cos x dx[/tex]

Fører over [tex]20\int e^{2x}\cdot \cos x dx[/tex] til venstre side.

[tex]25\int e^{2x}\cdot \cos x dx = \sin x\cdot 5e^{2x}+\cos x \cdot 10e^{2x}[/tex]

[tex]25\int e^{2x}\cdot \cos x dx = 5e^{2x}(\sin x+2\cos x)[/tex]

[tex]\int 5e^{2x}\cdot \cos x dx = \underline{\underline{e^{2x}(\sin x + 2\cos x)+C}}[/tex]

Ny integral kommer straks

Lagt inn: 20/08-2007 21:32
av daofeishi
Forsiktig så det ikke blir rot i systemet nå. Jeg er redd jeg kom deg i forkjøpet med et par små minutter :)

Jeg forslår at vi tar integralet over først:

[tex]\int e^{\arcsin (x)} \rm{d} x[/tex]

Edit: Jeg foreslår også at posten flyttes til nøtte-seksjonen.

Lagt inn: 20/08-2007 21:32
av Olorin
Fy flate daofeshi.. :p da gjelder din neste integral som neste..

Altså:

[tex]I=\int e^{\arcsin x} \rm{dx}[/tex]

*edit*

Greit nok at du slo meg med et par minutter, men du eide meg på framgangsmåte :)

Lagt inn: 20/08-2007 21:44
av Janhaa
[tex]I=\int e^{\arcsin(x)}{\rm dx}[/tex]

u = arcsin(x) og x = sin(u) og cos(u) = [symbol:rot](1-x[sup]2[/sup])

[tex]{\rm du}(\sqrt{1-x^2})={\rm dx}[/tex]

[tex]I=\int e^u\cos(u){\rm du}[/tex]

nå er jeg såpass lat, og har dårlig tid, at jeg bruker formelsamlinga og slår opp:

[tex]I={e^u\over 2}(\sin(u)+\cos(u))={1\over 2}e^{\arcsin(x)}(x\,+\,\sqrt{1-x^2})\,+\,C[/tex]
-----------------------------------------------------------------------------

OK, den stemte med Integrator iallfall.
Neste:

[tex]I=\int \frac{\rm dx}{1+x^4}[/tex]

Jarle, nå må du ikke kikke på Gib Z sin løsning da...

Lagt inn: 20/08-2007 21:52
av Olorin
Imponert..

Hvordan visste du at "u = arcsin(x) og cos(u) = √(1-x2)" ?

Står ikke i formelsamlinga mi (Matte 1)

Gjerne fyr opp et nytt integral :)

Lagt inn: 20/08-2007 21:53
av Charlatan
Ah, fin løsning janhaa!

Man måtte vite at [tex]arcsinx = \frac{1}{\sqrt{1-x^2}}[/tex] da

Lagt inn: 20/08-2007 21:58
av Janhaa
Olorin skrev:Imponert..
Hvordan visste du at "u = arcsin(x) og x = sin(u) og cos(u) = √(1-x2)" ?
Står ikke i formelsamlinga mi (Matte 1)
Gjerne fyr opp et nytt integral :)
sin(arcsin(x)) = x (kan nesten si at du opphever operasjonen)
cos(u) = [symbol:rot](1 - x[sup]2[/sup]) er Pytagoras.
Altså: cos[sup]2[/sup](u) + sin[sup]2[/sup](u) = 1

Lagt inn: 20/08-2007 22:02
av Janhaa
Jarle10 skrev:Ah, fin løsning janhaa!
Man måtte vite at [tex]arcsinx = \frac{1}{\sqrt{1-x^2}}[/tex] da
Eller snarere at:

[tex]\frac{\rm d}{\rm dx}(\arcsin(x))=\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}[/tex]

Viktig å ha disse i "fingertuppa". Putt de inn med engang, jeg som kjemiker bruker dem titt og ofte... :)

Lagt inn: 20/08-2007 22:10
av Charlatan
Ja, var det jeg mente :)

Lagt inn: 20/08-2007 22:11
av Olorin
bumper integralet Janhaa hosta opp..

[tex]I=\int \frac1{1+x^4}\rm{d}x[/tex]

Lagt inn: 20/08-2007 22:27
av Charlatan
Denne en nøtt altså... :(