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.

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

Post Reply
terje1337
Cantor
Cantor
Posts: 116
Joined: 06/03-2007 03:35

Lurer på om man kan gjøre det sånn.

[tex]I=\int \frac{dx}{x^2 \sqrt{x^2 +1}}[/tex]

[tex]x=tan\theta[/tex]
[tex]dx=sec^2 \theta d\theta[/tex]

[tex]I=\int \frac{sec^2 \theta d\theta}{tan^2 \theta \sqrt{sec^2 \theta}}[/tex]

[tex]I=\int \frac{sec \theta d\theta}{tan^2 \theta}[/tex]

[tex]I=\int \frac{\frac{1}{cos\theta} d\theta}{ \frac{sin^2 \theta}{cos^2 \theta}}[/tex]

[tex]I=\int \frac{d\theta}{ \frac{sin^2 \theta}{cos \theta}}[/tex]

[tex]I=\int \frac{d\theta}{ \frac{sin^2 \theta}{cos \theta}}[/tex]

[tex]I=\int \frac{cos\theta d\theta}{sin^2 \theta}[/tex]

[tex]u=sin \theta[/tex]
[tex]du=cos \theta[/tex]

[tex]I=\int \frac{du}{u^2} = -\frac{1}{u} + C = -\frac{1}{sin\theta} + C[/tex] = [tex] -\frac{1}{\frac{x}{\sqrt{x^2 +1}}} + C[/tex] = [tex] -\frac{\sqrt{x^2 +1}}{x} + C[/tex]
fish
von Neumann
von Neumann
Posts: 527
Joined: 09/11-2006 12:02

Dette er pent og helt korrekt utført.
terje1337
Cantor
Cantor
Posts: 116
Joined: 06/03-2007 03:35

phew, det var bra :)

Jeg har en oppgave her som virket litt vanskelig..

Solve the initial value problem for y as a function of x.

[tex]\sqrt{x^2 -9} \frac{dy}{dx} = 1,x>3, y(5) = ln3[/tex]

[tex]\frac{dy}{dx} = \frac{1}{\sqrt{x^2 -9}}[/tex]

[tex]\int dy = \int \frac{dx}{\sqrt{x^2 -9}}[/tex]

[tex]y +C = \int \frac{dx}{\sqrt{x^2 -9}}[/tex], [tex]I = \int \frac{dx}{\sqrt{x^2 -9}}[/tex]

[tex]x=3sec \theta[/tex]
[tex]dx=3sec \theta tan\theta d\theta[/tex]

[tex]I = \int \frac{3sec \theta tan\theta d\theta}{\sqrt{9sec^2 \theta -9}}[/tex]

[tex]I = \int \frac{sec \theta tan\theta d\theta}{\sqrt{tan^2 \theta}}[/tex]

[tex]I = \int \frac{sec \theta d\theta}{tan \theta} = \int \frac{d\theta}{sin \theta} = \int \frac{sin \theta d\theta}{sin^2 \theta} = \int \frac{sin \theta d\theta}{1-cos^2 \theta}[/tex]

[tex]u=cos \theta[/tex]
[tex]-du=sin \theta d\theta[/tex]

[tex]I = -\int \frac{du}{1-u^2 [/tex]

Delbrøksoppspaltning osv:

[tex] I= -\frac{1}{2} \int (\frac{1}{1+u} + \frac{1}{1-u}) du = -\frac{1}{2} (ln|1+u| - ln|1-u|) + C = \frac{1}{2}ln(\frac{|1-cos \theta|}{|1+cos \theta|}) + C = \frac{1}{2}ln(\frac{|1 - \frac{3}{x}|}{|1+\frac{3}{x}|}) + C[/tex]

[tex]y = \frac{1}{2}ln(\frac{|1 - \frac{3}{x}|}{|1+\frac{3}{x}|}) + C [/tex]

Jeg er ikke helt sikker på hva vi skal nå, skal vi sette inn for x? står x>3 da er vel dette lov? siden det blir ikke noe negativt innenfor ln.
daofeishi
Tyrann
Tyrann
Posts: 1486
Joined: 13/06-2006 02:00
Location: Cambridge, Massachusetts, USA

Jeg har en liten innvending. Det viser seg til slutt at svaret vil bli det samme, men:
terje1337 wrote:[tex]I=\int \frac{sec^2 \theta d\theta}{tan^2 \theta \sqrt{sec^2 \theta}}[/tex]

[tex]I=\int \frac{sec \theta d\theta}{tan^2 \theta}[/tex]
Dette stemmer ikke helt. Det har seg slik at kvadratroten av et tall alltid er positivt - regn derfor med absoluttverdier: [tex]\sqrt{x^2} = |x|[/tex]

[tex]I=\int \frac{\sec^2 \theta d\theta}{\tan^2 \theta \sqrt{\sec^2 \theta}} = \frac{\sec^2 \theta}{\tan^2 \theta |\sec \theta|} \rm{d\theta} = \int \frac{|\sec \theta|}{\tan ^2 \theta} \rm{d} \theta[/tex]
Mayhassen
Brahmagupta
Brahmagupta
Posts: 374
Joined: 30/03-2006 18:55
Location: Brumunddal

Kan jeg spørre deg om hva som skjer i siste linje på den første oppgaven der du skriver om -1/sin(theta) +C?
terje1337
Cantor
Cantor
Posts: 116
Joined: 06/03-2007 03:35

ah.. jeg tenkte det ikke hadde noe å si pga ubestemt integral , men jeg skal huske på det fra nå, takk!
Mayhassen wrote:Kan jeg spørre deg om hva som skjer i siste linje på den første oppgaven der du skriver om -1/sin(theta) +C?
Det som skjer her er at vi skriver

[tex]sin \theta[/tex] med et utrykk som inneholder x.

Siden vi substituerte [tex]x=tan\theta[/tex] så må vi utrykket svaret med x.

[tex]x=tan\theta = \frac{x}{1}[/tex]

Du vet at [tex]tan\theta = \frac{motstaaende}{hosliggende} = \frac{x}{1}[/tex]

I vårt tilfelle er hypotenus [tex]\sqrt{x^2 +1}[/tex]

Da vil [tex]sin \theta = \frac{motstaaende}{hypotenus} = \frac{x}{\sqrt{x^2 +1}}[/tex]
terje1337
Cantor
Cantor
Posts: 116
Joined: 06/03-2007 03:35

[tex]I= \int \frac{\sqrt{x-x^2}}{x} dx[/tex]

Hva med denne? denne må vel gjøres om litt.

[tex]I= \int \frac{\sqrt{x(1-x)}}{x} dx[/tex]

Jeg får ikke noe godt ut av dette heller..

[tex]I= \int \frac{\sqrt{1-x}}{\sqrt{x}}dx[/tex]

Trur det er meningen at vi skal bruke sånne ferdigformler men jeg kjenner ikke igjen noen jeg kan bruke for denne.
TrulsBR
Dirichlet
Dirichlet
Posts: 155
Joined: 19/04-2005 21:31
Location: Trondheim

Hva om x for eksempel er lik [tex]\cos^2(u)[/tex]?
fish
von Neumann
von Neumann
Posts: 527
Joined: 09/11-2006 12:02

daofeishi wrote: Dette stemmer ikke helt. Det har seg slik at kvadratroten av et tall alltid er positivt - regn derfor med absoluttverdier: [tex]\sqrt{x^2} = |x|[/tex]

[tex]I=\int \frac{\sec^2 \theta d\theta}{\tan^2 \theta \sqrt{\sec^2 \theta}} = \frac{\sec^2 \theta}{\tan^2 \theta |\sec \theta|} \rm{d\theta} = \int \frac{|\sec \theta|}{\tan ^2 \theta} \rm{d} \theta[/tex]
Jeg har et par kommentarer til daofeishi:
1. Jeg er selvsagt enig i at man bør passe på at [tex]\sqrt{a^2}=|a|[/tex], særlig i bestemte integraler kan man gå i baret hvis man ikke er oppmerksom, slik terje1337 antyder.
2. Når terje1337 kommer frem til at det ubestemte integralet er [tex]-\frac{\sqrt{x^2+1}}{x}+C[/tex] uten å reflektere over absoluttverdier, trenger man imidlertid ikke regne i det hele tatt for å trekke slutningen om at man aldri kan komme til noe annet. Grunnen til dette er at [tex]-\frac{\sqrt{x^2+1}}{x}+C[/tex] er veldefinert for alle [tex]x\ne 0[/tex].
(En kan også bemerke at alle aktuelle [tex]x[/tex] gjennomløpes hvis [tex]-\pi/2<\theta<\pi/2[/tex] og [tex]\theta\ne 0[/tex]. For disse
[tex]\theta[/tex]-verdiene er [tex]\cos\theta>0[/tex], slik at absoluttverdi blir unødvendig.)
Mitt poeng er altså at man ikke bør bli for formalistisk.
terje1337
Cantor
Cantor
Posts: 116
Joined: 06/03-2007 03:35

[tex]x=cos^2 \theta[/tex]
[tex]dx=-2cos\theta sin \theta d\theta[/tex]

[tex]I= \int \frac{\sqrt{cos^2 \theta} \sqrt{1-cos^2 \theta}}{cos^2 \theta} * -2cos\theta sin\theta d\theta[/tex]

[tex]I= \int \frac{|cos \theta|*|sin \theta| }{cos^2 \theta} * -2cos\theta sin\theta d\theta[/tex]

[tex]I= \int \frac{|sin \theta| }{cos \theta} ( -2cos\theta sin\theta )d\theta[/tex]

[tex]I= -2 \int sin^2 \theta d\theta[/tex]

[tex]I= - \int 1-cos2 \theta d\theta = -(\theta - \frac{1}{2} sin2 \theta) +C = \frac{1}{2} sin2 \theta - \theta + C = [/tex]

[tex]I= \frac{1}{2} sin2 \theta - \theta + C = sin \theta cos \theta - \theta + C[/tex]
terje1337
Cantor
Cantor
Posts: 116
Joined: 06/03-2007 03:35

Er ikke sikker på om dette blir riktig men. Blir det noe slik hvis jeg skal utrykket svaret med x?

[tex]I= sin \theta cos \theta - \theta + C = \sqrt{x} * \sqrt{1-x} - arccos \sqrt{x} + C= \sqrt{x-x^2} - arccos \sqrt{x} + C [/tex]
terje1337
Cantor
Cantor
Posts: 116
Joined: 06/03-2007 03:35

ok det stemte når jeg deriverte.
orjan_s
Cantor
Cantor
Posts: 141
Joined: 13/02-2007 21:50

terje1337 wrote: [tex]I = \int \frac{sec \theta tan\theta d\theta}{\sqrt{tan^2 \theta}}[/tex]

[tex]I = \int \frac{sec \theta d\theta}{tan \theta} = \int \frac{d\theta}{sin \theta} = \int \frac{sin \theta d\theta}{sin^2 \theta} = \int \frac{sin \theta d\theta}{1-cos^2 \theta}[/tex]
Bare lurte på når du tar roten av [tex]tan^2 \theta[/tex] hvorfor det ikke blir [tex]tan \theta[/tex] slik at du kun står igjen med [tex]sec \theta[/tex]? Eller er det noe jeg ikke ser? :P
terje1337
Cantor
Cantor
Posts: 116
Joined: 06/03-2007 03:35

ser ut som jeg har gjort d litt vanskeligere enn det trenger å være :]
Carve
Noether
Noether
Posts: 49
Joined: 19/10-2007 00:05

orjan_s wrote:
terje1337 wrote: [tex]I = \int \frac{sec \theta tan\theta d\theta}{\sqrt{tan^2 \theta}}[/tex]

[tex]I = \int \frac{sec \theta d\theta}{tan \theta} = \int \frac{d\theta}{sin \theta} = \int \frac{sin \theta d\theta}{sin^2 \theta} = \int \frac{sin \theta d\theta}{1-cos^2 \theta}[/tex]
Bare lurte på når du tar roten av [tex]tan^2 \theta[/tex] hvorfor det ikke blir [tex]tan \theta[/tex] slik at du kun står igjen med [tex]sec \theta[/tex]? Eller er det noe jeg ikke ser? :P
Godt observert =), siden jeg har akkurat den oppgaven har jeg sett litt nærmere på det og får: [tex]\int sec \theta d\theta = ln|\frac {x+sqrt{x^2-9}} {3}|[/tex]
Post Reply