Integral

Her kan du stille spørsmål vedrørende problemer og oppgaver i matematikk på høyskolenivå. Alle som har kunnskapen er velkommen med et svar. Men, ikke forvent at admin i matematikk.net er spesielt aktive her.

Moderatorer: Vektormannen, espen180, Aleks855, Solar Plexsus, Gustav, Nebuchadnezzar, Janhaa

Svar
Janhaa
Boltzmann
Boltzmann
Innlegg: 8552
Registrert: 21/08-2006 03:46
Sted: Grenland

Et integral for de interesserte, hva er løsningen?


[tex]I\:=\:\int {dX\over X^3+1}[/tex]
La verken mennesker eller hendelser ta livsmotet fra deg.
Marie Curie, kjemiker og fysiker.

[tex]\large\dot \rho = -\frac{i}{\hbar}[H,\rho][/tex]
mrcreosote
Guru
Guru
Innlegg: 1995
Registrert: 10/10-2006 20:58

Antar det kan løses ved å observere at [tex]1+x^3=(1+x)(1-x+x^2)[/tex] for deretter å delbrøkoppspalte, men det nok enklere metoder siden du spør.

Litt stilig: [tex]\int_0^\infty\frac{dx}{1+x^3}=\frac{2\sqrt3}{9}\pi[/tex]
Janhaa
Boltzmann
Boltzmann
Innlegg: 8552
Registrert: 21/08-2006 03:46
Sted: Grenland

mrcreosote skrev:Antar det kan løses ved å observere at [tex]1+x^3=(1+x)(1-x+x^2)[/tex] for deretter å delbrøkoppspalte, men det nok enklere metoder siden du spør.

Litt stilig: [tex]\int_0^\infty\frac{dx}{1+x^3}=\frac{2\sqrt3}{9}\pi[/tex]
Mulig den kan løses på enklere måte, tviler litt på d (Wolfram ol . er juks).
Var faktisk faktoriseringa med delbrøksoppspalting, som du gjorde, jeg tenkte på.
Men blir forøvrig en formidabel jobb å bestemme dette ubestemte integralet.

Jeg brukte 4 sider og mye delbrøksoppspalting. Oppgava ble gitt på eksamen (innføringskurs i matematikk, MA-100).

For de som har lyst til å prøve seg:


[tex]\int {dx\over 1+x^3}\;=\;[/tex][tex]{1\over 3}ln|x+1|\:-\:{1\over 6}ln|x^2-x+1|\:+\:{1\over sqrt3}arctan({2x-1\over sqrt3})\:+\:C[/tex]


Artig med det siste bestemte integralet, brukte du Maple eller lignende?
La verken mennesker eller hendelser ta livsmotet fra deg.
Marie Curie, kjemiker og fysiker.

[tex]\large\dot \rho = -\frac{i}{\hbar}[H,\rho][/tex]
mrcreosote
Guru
Guru
Innlegg: 1995
Registrert: 10/10-2006 20:58

Fritt etter FZ: Imaginary numbers exist only in the imagination of The Imaginer...litt kompleks analyse er tingen.

Litt generellere:
[tex]\int_0^\infty\frac{dx}{1+x^n}=\frac{\pi}{n\sin\frac{\pi}{n}}[/tex]
Janhaa
Boltzmann
Boltzmann
Innlegg: 8552
Registrert: 21/08-2006 03:46
Sted: Grenland

mrcreosote skrev:Fritt etter FZ: Imaginary numbers exist only in the imagination of The Imaginer...litt kompleks analyse er tingen.
Litt generellere:
[tex]\int_0^\infty\frac{dx}{1+x^n}=\frac{\pi}{n\sin\frac{\pi}{n}}[/tex]
hmmm-se d ja. Lite kompleks analyse for en stakkar med bare 22 vekttall matematikk. Men j burde jo skjønt at denn kan løses vha kompleks analyse
La verken mennesker eller hendelser ta livsmotet fra deg.
Marie Curie, kjemiker og fysiker.

[tex]\large\dot \rho = -\frac{i}{\hbar}[H,\rho][/tex]
Cauchy
Guru
Guru
Innlegg: 359
Registrert: 20/01-2005 11:22

Uten å ha prøvd, tror jeg det bestemte integralet kan løses ganske greit vha residue-teoremet, hvis noen lurer på hvordan det kan gjøres iallefall.
mrcreosote
Guru
Guru
Innlegg: 1995
Registrert: 10/10-2006 20:58

Stemmer det, Cauchy. Ganske mange stilige integraler man kan finne ved hjelp av residueteoremet, til dømes har vi [tex]\int_{-\infty}^{\infty}\frac{\cos x}{1+x^2}=\frac{\pi}{e}[/tex]. e som i Eulers tall, ja. Stilig!
TrulsBR
Dirichlet
Dirichlet
Innlegg: 155
Registrert: 19/04-2005 21:31
Sted: Trondheim

mrcreosote skrev:Fritt etter FZ: Imaginary numbers exist only in the imagination of The Imaginer...litt kompleks analyse er tingen.

Litt generellere:
[tex]\int_0^\infty\frac{dx}{1+x^n}=\frac{\pi}{n\sin\frac{\pi}{n}}[/tex]
Hvor kan jeg finne et bevis for dette?
mrcreosote
Guru
Guru
Innlegg: 1995
Registrert: 10/10-2006 20:58

Hvilket nivå er du på? Antar utregninger av denne typen inngår i de fleste introkurs til kompleks analyse. Som Cauchy sier er det residueteoremet man bruker, du finner nok litt om det på wikipedia, mathworld eller nærmeste bibliotek.
TrulsBR
Dirichlet
Dirichlet
Innlegg: 155
Registrert: 19/04-2005 21:31
Sted: Trondheim

mrcreosote skrev:Hvilket nivå er du på? Antar utregninger av denne typen inngår i de fleste introkurs til kompleks analyse. Som Cauchy sier er det residueteoremet man bruker, du finner nok litt om det på wikipedia, mathworld eller nærmeste bibliotek.
Går 3MX, men har nylig tatt en eksamen i kompleks analyse på den lokale høyskola. Kan i utgangspunktet residueteoremet, men klarer ikke å se hvordan dette integralet skal løses.
TrulsBR
Dirichlet
Dirichlet
Innlegg: 155
Registrert: 19/04-2005 21:31
Sted: Trondheim

Er det noen som vet hvor man kan finne dette beviset?
mrcreosote
Guru
Guru
Innlegg: 1995
Registrert: 10/10-2006 20:58

Det er vel ikke akkurat noe spesielt teorem det her, så du vil neppe finne et bevis for akkurat dette i noen lærebok med mindre du har flaks.

Såvidt jeg husker er greia å integrere rundt en pizzastykkekontur: Tenk deg en sirkel rundt origo som er delt i n biter. Integrer rundt den biten som ligger like før klokka 3 og la radiusen i sirkelen være større enn 1 for så å vokse. Da lukker du inn nøyaktig 1 nullpunkt, e^(i*pi/n) og kan anvende residueteoremet. Er du med?
TrulsBR
Dirichlet
Dirichlet
Innlegg: 155
Registrert: 19/04-2005 21:31
Sted: Trondheim

Ja, det høres veldig logisk ut. Jeg rotet meg bort i å prøve å faktorisere generelt, men din metode omgår jo denne metoden på en elegant måte!
Jeg skal prøve meg fram for å se om jeg faktisk kan klare det..
Svar