Integrasjon

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
Mayhassen
Brahmagupta
Brahmagupta
Innlegg: 374
Registrert: 30/03-2006 18:55
Sted: Brumunddal

Kanskje det var den siste slurken med øl, ikke vet jeg, men trenger nå litt hjelp her.
Det er snakk om buelengden av lnx fra 1 til 2.
Jeg kommer da frem til at [tex]S=\int^2_1 \frac{\sqrt{x^2+1}}{x}dx[/tex]
Dette skal jo være løsbart, prøver med substisjonen u=tanx
[tex]S=\int^2_1 \frac{\sqrt{ tan^2(u)+1}}{tan(u)}\frac{du}{cos^2(u)}=\int^2_1 \frac{1}{sin(u)cos^2(u)}du[/tex]
Er vel sikkert snakk om å finne en bra måte å skrive ting om på, men jeg ser det ikke

edit:
hvis man tar en delvis så kanskje man får et lettere integral?
[tex]\frac{1}{cos(u)}+\int \frac{1}{sin(u)cos(u)}}du[/tex]
men jeg ser ikke akkurat at det siste integralet skal være noe enklere egentlig, videre delvis int virket plagsomt..
Badeball
Cantor
Cantor
Innlegg: 134
Registrert: 13/06-2008 22:15
Sted: Bergen

I utgangspunktet virker substitusjonen x = sinh(u) en god idé. Men du har kommet langt allerede. Det siste integralet ditt tilsvarer å integrere 1/sin(x) (siden sin(x)cos(x) = 1/2 sin(2x)).

Det er et integral man kan løse med litt jobb.

Og i det integralet før edit'en din tror jeg du kan sette u = cos(x) og få noe du kan delbrøksoppspalte.
arildno
Abel
Abel
Innlegg: 684
Registrert: 17/03-2007 17:19

Husk regelen "Tangens til u halve tar'em alle!"

Les og lær:

Vi setter:
[tex]v=\tan{\frac{u}{2}}\to{dv}=\frac{1}{2}(v^{2}+1)du\to{du}=\frac{2dv}{v^{2}+1}[/tex]
Videre:
[tex]\sin(u)=2\sin(\frac{u}{2})\cos(\frac{u}{2}),1=\cos^{2}(\frac{u}{2})+\sin^{2}(\frac{u}{2})[/tex]
Dermed har vi at:
[tex]\frac{1}{\sin(u)}=\frac{1+v^{2}}{2v}[/tex]
Videre:
[tex]\frac{1}{\cos^{2}(u)}=\tan^{2}(u)+1=(\frac{2\tan(\frac{u}{2})}{1-\tan^{2}(\frac{u}{2})})^{2}+1=1+\frac{4v^{2}}{(1-v^{2})^{2}}=(\frac{1+v^{2}}{1-v^{2}})^{2}[/tex]

Setter vi dette sammen får vi:
[tex]\int\frac{1}{\sin(u)\cos^{2}(u)}du=\int\frac{1+v^{2}}{2v}(\frac{1+v^{2}}{1-v^{2}})^{2}\frac{2dv}{v^{2}+1}=\int\frac{(1+v^{2})^{2}}{v(1+v)^{2}(1-v)^{2}}dv[/tex]
Dette integralet kan knekkes med delbrøksoppspalting.. :D
arildno
Abel
Abel
Innlegg: 684
Registrert: 17/03-2007 17:19

Med nærmere ettertanke er nok y=\cos(u) en lettere substitusjon i dette tilfellet i tråd med badeballens forslag.

Da blir integralet ditt noe sånt som:
[tex]\int\frac{dy}{(y^{2}-1)y^{2}}[/tex]

Men, tangens til vinkel halve tar'e lell, og er mer generell.. :)
Janhaa
Boltzmann
Boltzmann
Innlegg: 8552
Registrert: 21/08-2006 03:46
Sted: Grenland

Faktisk er det en formidabel jobb å integrere 1/cos(x) og de gutta der.
Prøvde meg med x = sinh(u) jeg også Badeball, og havna opp med
det ubestemte integralet;

[tex]I=I_1\,+\,I_2=\int \frac{du}{\sinh(u)}\,+\,\int \sinh(u)\,du[/tex]

men stagnerte litt der...I_2 er jo grei da...
---------------------


prøve så ei ny angrepsmåte, som funka; substituerte 2 ganger.

sett først u = x[sup]2[/sup] + 1
slik at
[tex]S=\int \frac{\sqrt{x^2+1}}{x}\,dx= {1\over 2} \int \frac{\sqrt{u}}{u-1}\,du[/tex]

sett så V= [symbol:rot]u
og
[tex]S=\int \frac{V^2}{V^2-1}\,dV[/tex]

polynomdivisjon og delbrøksoppsplating gir så:

[tex]S=\int (dV\,+\,\frac{dV}{(V-1)(V+1)})=V\,+\,{1\over 2}(\int \frac{dV}{V-1}\,-\,\int \frac{dV}{V+1})=V\,+\,{1\over 2}\ln|\frac{V-1}{V+1}|\,+\,C[/tex]

tilbakesubstituer 2 ganger, og sett inn grenser;

[tex]S=\sqrt{x^2+1}\,+\,{1\over 2}\ln(\frac{\sqrt{x^2+1}-1}{\sqrt{x^2+1}+1})|_1^2=\sqrt5\,-\,\sqrt2\,+\,{1\over 2}\ln(\frac{\sqrt5 -1}{\sqrt5 +1})\,-\,{1\over 2}\ln(\frac{\sqrt2 -1}{\sqrt2 +1})[/tex]

stemmer med kalkisen...

EDIT;
arild er ferdig for 10-15 min sida... :wink:
han har jo litt trening fra PF...
La verken mennesker eller hendelser ta livsmotet fra deg.
Marie Curie, kjemiker og fysiker.

[tex]\large\dot \rho = -\frac{i}{\hbar}[H,\rho][/tex]
Emilga
Riemann
Riemann
Innlegg: 1552
Registrert: 20/12-2006 19:21
Sted: NTNU

@Janhaa: Når ble du moderator? Grattis!
Janhaa
Boltzmann
Boltzmann
Innlegg: 8552
Registrert: 21/08-2006 03:46
Sted: Grenland

Emomilol skrev:@Janhaa: Når ble du moderator? Grattis!
Takk, ja jaggu blei jeg det iløpet av kvelden....og guru'n blei borte. Like greit det. :)
La verken mennesker eller hendelser ta livsmotet fra deg.
Marie Curie, kjemiker og fysiker.

[tex]\large\dot \rho = -\frac{i}{\hbar}[H,\rho][/tex]
moth
Hilbert
Hilbert
Innlegg: 1081
Registrert: 08/03-2008 19:47

Ja, virkelig gratulerer med det Janhaa. Kan ikke tenke meg noen som hadde fortjent det mer.
Badeball
Cantor
Cantor
Innlegg: 134
Registrert: 13/06-2008 22:15
Sted: Bergen

Janhaa, det ekke så ille:

[tex]\int \frac{dx}{sinh(x)} = \int \frac{2e^x}{e^{2x} - 1}dx = 2\int \frac{du}{u^2 - 1}[/tex]

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

Badeball skrev:Janhaa, det ekke så ille:
[tex]\int \frac{dx}{sinh(x)} = \int \frac{2e^x}{e^{2x} - 1}dx = 2\int \frac{du}{u^2 - 1}[/tex]
osv
Uff...enig...da var'n grei allikevel. sinh(x) var mitt første forslag også.
La verken mennesker eller hendelser ta livsmotet fra deg.
Marie Curie, kjemiker og fysiker.

[tex]\large\dot \rho = -\frac{i}{\hbar}[H,\rho][/tex]
Mayhassen
Brahmagupta
Brahmagupta
Innlegg: 374
Registrert: 30/03-2006 18:55
Sted: Brumunddal

Her var det skjedd mye mens jeg fikk min skjønnhetsøvn :!:
Takk til alle, mange interessante angrepsmetoder her, og noen nye fengene regler jeg må lære :)
Den tangens halve tar'em alle er nok fin, ikke hørt den før :lol:

Får vel gratulere Integrasjonsmod'en her jeg også :wink:
Svar