Bestemt integral - tungvint metode?

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

Svar
mstud
Grothendieck
Grothendieck
Innlegg: 825
Registrert: 14/02-2011 15:08
Sted: Matteboken (adresse kun gyldig i semesteret) :)

Hei!

Jeg skal finne det bestemte integralet:

[tex]\int\limits_{0}^{0,1} \frac 1{1-2x^2} \ dx[/tex]. Tenker da å finne det ubestemte først, men ser ikke helt hvordan jeg lettest kan gjøre det, ser at det er mulig å skrive 1-2x^2 som [tex](x-\frac {\sqrt 2}2 )(x+\frac {\sqrt 2}2 )[/tex], men lurer på om det er en lettere metode enn delbrøkoppspalting som jeg har oversett...

Noen som har et bedre forslag?
Janhaa
Boltzmann
Boltzmann
Innlegg: 8552
Registrert: 21/08-2006 03:46
Sted: Grenland

dette er nok ikke vgs-pensum, men en alternativ løsning;

[tex]I=\int\frac 1{1-x^2} \ dx=\text arctanh(x)+C[/tex].

derfor

[tex]u=\sqrt2 x[/tex]
[tex]du=\sqrt2 dx[/tex]

[tex]I=\int\frac 1{1-2x^2} \ dx={1\over \sqrt2}\int\frac{du}{1-u^2}={1\over \sqrt2}\text arctanh(\sqrt2 x)+C [/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]
Razzy
Grothendieck
Grothendieck
Innlegg: 819
Registrert: 20/09-2010 14:23
Sted: Bergen

mstud skrev:Noen som har et bedre forslag?
Det finnes jo en regel som sier at:

[tex]$$\int {{1 \over {b - x}}dx = - \ln \left| {x - b} \right|} + C$$[/tex]

Kanskje du kan bruke denne for å finne det ubestemte integralet?

[tex]$$\int {{1 \over {1 - 2{x^2}}}dx} $$[/tex]

Eller fungerer ikke denne regelen her? :P hehe
Bygg.ing @ Hib - 2 året.
mstud
Grothendieck
Grothendieck
Innlegg: 825
Registrert: 14/02-2011 15:08
Sted: Matteboken (adresse kun gyldig i semesteret) :)

Hei!

Det går ikke an å bruke den direkte på uttrykket, siden det står 1-2x^2 under brøkstreken, fordi den gjelder bare for når uttrykket under brøkstreken er lineært dvs. når x ikke er opphøyd i noe, må derfor først dele opp uttrykket vha delbrøkoppspalting og kan så bruke [tex][tex][/tex]\frac 1{x\pm a}=ln|x\pm a|.

Hadde det vært så enkelt, er det en viss liten fare for at jeg hadde sett at jeg kunne det .... ... ..... :P
Nebuchadnezzar
Fibonacci
Fibonacci
Innlegg: 5648
Registrert: 24/05-2009 14:16
Sted: NTNU

Denne delbrøkoppspaltingen er jo rimelig kake da.

Generelt sett kan vi si at [tex]\frac{1}{x^2-a^2}=\frac{1}{2(x-a)}-\frac{1}{2(x+a)}[/tex]

Kan jo være en sjekk ting å bevise denne "formelen" her.

I oppgaven din så er jo[tex] a=sqrt{2}[/tex]
"Å vite hva man ikke vet er og en slags allvitenhet" - Piet Hein
https://s.ntnu.no/Integralkokeboken
Lektor - Matematikk, Fysikk og Informatikk
Razzy
Grothendieck
Grothendieck
Innlegg: 819
Registrert: 20/09-2010 14:23
Sted: Bergen

Wolfram Mathematica gav meg disse svarene her, men kunne ikke regne ut det bestemte integralet. Noe jeg syntes var rart, for det gikk på Casioen. Kanskje det er meg det er noe galt med heller :P

[tex]\int \frac{1}{1-2x^2} \, dx[/tex]

[tex]\frac{-\text{Log}\left[\sqrt{2}-2 x\right]+\text{Log}\left[\sqrt{2}+2 x\right]}{2 \sqrt{2}}[/tex]
Bygg.ing @ Hib - 2 året.
mstud
Grothendieck
Grothendieck
Innlegg: 825
Registrert: 14/02-2011 15:08
Sted: Matteboken (adresse kun gyldig i semesteret) :)

Hei!

Ser at jeg skrev oppgaven litt feil av :oops: ...

Det som var målet var å finne en tilnærmingsverdi til [tex]\int\limits_{0}^{0,1} \frac 1{(1+x^2)^2} \ dx[/tex] ved å regne ut integralet [tex][tex][/tex]\int\limits_{0}^{0,1} 1-2x^2 \ dx [tex][tex][/tex] , som jo er en god del enklere.... :P

Dermed har vi i hvert fall fått noe å lure på, om det kanskje lå litt over vårt nivå å løse... 8-)

Så vidt jeg kan se, gikk ikke metoden til Nebuchanezzar heller (svaret stemte ikke med det integralet jeg hadde skrevet jeg skulle finne) , men jeg kan jo ha sett feil ...

Ha en fortsatt god kveld :)
Razzy
Grothendieck
Grothendieck
Innlegg: 819
Registrert: 20/09-2010 14:23
Sted: Bergen

mstud Sånt skjer, hehe.

Fortsatt god kveld du også! ;)
Bygg.ing @ Hib - 2 året.
Integralen
von Neumann
von Neumann
Innlegg: 525
Registrert: 03/10-2010 00:32

Plott det inn i kalkis:
1.Option-> integer
2.Skriv integralet inn etterfulgt av , 0, 0,1.
3.Da får du 0,09966865249...

Eller løs integralet ved substitusjon. :wink:
Nebuchadnezzar
Fibonacci
Fibonacci
Innlegg: 5648
Registrert: 24/05-2009 14:16
Sted: NTNU

Sikker på at du har skrevet riktig og ikke at oppgaven din spør deg om

[tex]\int{\frac{1}{(x^2-1)^2}\,dx[/tex]} ?

Og metoden jeg viste fungerer på stykker på formen

[tex]\frac{1}{x^2-a^2}[/tex] ikke [tex]\frac{1}{(x^2+a^2)^2} [/tex]
"Å vite hva man ikke vet er og en slags allvitenhet" - Piet Hein
https://s.ntnu.no/Integralkokeboken
Lektor - Matematikk, Fysikk og Informatikk
Razzy
Grothendieck
Grothendieck
Innlegg: 819
Registrert: 20/09-2010 14:23
Sted: Bergen

Nebuchadnezzar skrev:Denne delbrøkoppspaltingen er jo rimelig kake da.

Generelt sett kan vi si at [tex]\frac{1}{x^2-a^2}=\frac{1}{2(x-a)}-\frac{1}{2(x+a)}[/tex]
[tex]$${x^2} - {a^2} = (x - a)(x + a)$$[/tex]

Hvor kommer 2 tallet dit fra? (øyet er det første man bli blind på) :wink:
Bygg.ing @ Hib - 2 året.
mstud
Grothendieck
Grothendieck
Innlegg: 825
Registrert: 14/02-2011 15:08
Sted: Matteboken (adresse kun gyldig i semesteret) :)

Ja, det var akkurat det oppgaven ikke spurte etter, og det var det jeg trodde at uttrykket var på akkurat litt feil form til at det gikk an å bruke metoden din...

Ellers var metoden din litt enklere enn den jeg har brukt til nå, så når uttrykkene er på rett form kan jeg sikkert ha nytte av den :)
Svar