Page 1 of 2

Integrasjonsproblem

Posted: 12/10-2013 00:14
by mentalitet
Trenger litt input her..
Image
Evaluér
Image



Forstår at jeg må omskrive dette, men ser (enda) ikke helt hvordan. Har prøvd å benytte meg av informasjonen på toppen av oppgaven, men har enda ikke greid å skrive det renere. Tipper jeg skal få det på formen arcsin(u) når det er integrert.. Noen som kan gi meg et hint eller to?

Re: Integrasjonsproblem

Posted: 12/10-2013 00:25
by Nebuchadnezzar
Ved å løse andregradslikningen $x^2 + bx + c = 0$ kan du skrive andregradspolynomet på formen $(x+n)(x+m)$.
Da får du at
$ \hspace{1cm}
\int_{-b/2}^{\large \frac{\pi - 10b}{20}} \frac{\mathrm{d}x}{x^2 + bx + c} = 4 \int_{-b/2}^{\large \frac{\pi - 10b}{20}} \frac{\mathrm{d}x}{\left( 2x + b - \sqrt{b^2 - 4c}\right)\left( 2x + b + \sqrt{b^2 - 4c}\right)}
$
Og herfra regner jeg med du klarer oppgaven ?

Re: Integrasjonsproblem

Posted: 12/10-2013 00:31
by mentalitet
Det bør jeg få til.. Eneste jeg lurer på er hvor du fikk det 4-tallet fra?

Re: Integrasjonsproblem

Posted: 12/10-2013 00:39
by Nebuchadnezzar
Magi ;) Prøv selv først. Trikset er å trekke ut en halv faktor fra begge leddene. Uansett så er øvre grense i integralet ditt feil, sikker på du har skrevet av informasjonen riktig? (Setter du inn øvregrense ender du opp med $\log(0)$ som ikke er definert. Dermed vil ikke integralet konvergere)

Re: Integrasjonsproblem

Posted: 12/10-2013 00:44
by mentalitet
Jupp, det er direkte kopiert fra oppgaven.

Re: Integrasjonsproblem

Posted: 12/10-2013 00:51
by Nebuchadnezzar
Regner med det bare er en liten skriveleif. Prøv heller å la øvre grense være
$ \hspace{1cm} x = \frac{\pi - 10b - 1}{20}$
da ordner alt seg.

Re: Integrasjonsproblem

Posted: 12/10-2013 00:55
by mentalitet
Eller.. vet ikke helt om jeg greier det selv. Har prøvd å gange ut nevneren og sette inn verdien for c (i håp om å få det på en form som er lett å integrere), men har enda ikke funnet noe. Er det en helt obvious ting jeg ikke ser? :|

Re: Integrasjonsproblem

Posted: 12/10-2013 01:14
by Nebuchadnezzar
Siden $b^2 - 4c = \pi^2/100$ så er $\sqrt{b^2 - 4c} = \pi / 10$. Dette kan du sette rett inn i uttrykket ditt
slik at brøken blir $1/(x + b - g)(x + b + g)$ hvor $g = \pi/10$. Deretter er delbrøksoppspalting en fin ting =)

Re: Integrasjonsproblem

Posted: 12/10-2013 01:18
by mentalitet
Tusen takk! :D

Re: Integrasjonsproblem

Posted: 12/10-2013 12:51
by mentalitet
Jeg har prøvd meg litt og får integralet til å bli 2ln|2x+b|, men det stemmer vel ikke? Hvordan skal jeg forholde meg til de ukjente b'ene når jeg delbrøksoppspalter?

Re: Integrasjonsproblem

Posted: 12/10-2013 13:14
by Nebuchadnezzar
Bruker $g = \pi/10$ fordi jeg er lat.. =) Og merk at betingelsen din burde vært enten $4c - b^2 = -\pi^2/100$ eller $b^2 - 4c = \pi^2/100$
fordi en ikke kan ta roten av noe negativt. Uansett
$ \hspace{1cm}
\begin{array}{rl}
\frac{ 1 }{ (x + b - g)(x + b + g)} &\!\! = \ \frac{A}{x + b - g} + \frac{B}{x + b + g} \\
1 & \!\! = \ (x + b + g)A + (x + b - g)B
\end{array}
$

Ved å sette $x = - b - g$ blir likningen $1 = -2gB \, \Rightarrow \, B = -1/2g$ og tilsvarende kan gjøres for å fjerne B.
Ved å sette $x = - b + g$ osv. Da får du skrevet ting på rett form.

Re: Integrasjonsproblem

Posted: 12/10-2013 13:24
by mentalitet
Hm, skal ikke utrykket være 1/(2x+b+g)(2x+b-g). Hvor ble det isåfall av 2x? Og hvordan kan du sette x=-b-g/-b+g..? Er det fordi du bruker at x^2+bx+c=0?

Re: Integrasjonsproblem

Posted: 12/10-2013 15:25
by Nebuchadnezzar
Stemmer det, liten skrivefeil fra min side. Om du ikke er så stø i delbrøksoppspalting anbefales
det på det sterkeste å øve seg på
$ \hspace{1cm}
\begin{array}{ccc}
\frac{1}{(2x+b+g)(2x+b-g)} & = & \ \frac{A}{2x+b+g} + \frac{B}{2x+b-g} \\
1 & = & A(2x + b - g) + B(2x + b + g)
\end{array}
$
Ønsker nå og bestemme både A og B, som er to konstanter.
At de er konstante betyr at de er det samme uavhengig av hvilken $x$ vi putter inn.
Ved å sette inn $x = (g-b)/2$ forsvinner eksempelvis første leddet, så fås
$
\hspace{1cm} 1 = 2g \cdot B \ \Rightarrow \ B = 1/2g
$
tilsvarende om en setter inn $x = -(b+g)/2$ forsvinner andre leddet så
$ \hspace{1cm}
1 = - 2g \cdot A \ \Rightarrow \ A = - 1/2g
$
Setter vi inn verdiene for A og B fås da
$ \hspace{1cm}
\frac{1}{(2x+b+g)(2x+b-g)} = \frac{- 1/2g}{2x+b+g} + \frac{1/2g}{2x+b-g} = \frac{5}{\pi} \left( \frac{1}{2x + b - \pi/10} - \frac{1}{2x + b + \pi/10} \right)
$
hvor de to siste integralene er harmløse. En alternativ måte å se delbrøksoppspaltingen på er følgende
$ \hspace{1cm}
\frac{1}{(2x+b+g)(2x+b-g)} = \frac{1}{2g} \cdot \frac{(2x + b + g) - (2x + b - g)}{(2x+b+g)(2x+b-g)} = \frac{1}{2g} \left( \frac{1}{2x + b - g} - \frac{1}{2x + b + g} \right)
$
som er det samme som før.

Re: Integrasjonsproblem

Posted: 12/10-2013 19:07
by mentalitet1
Det er én ting jeg enda ikke skjønner. Hvordan kan du endre betingelsen [img]b^2-4c=-\frac{pi^2}{100}[/img]? Den er jo gitt av oppgaven?

Re: Integrasjonsproblem

Posted: 12/10-2013 19:10
by mentalitet
mentalitet1 wrote:Det er én ting jeg enda ikke skjønner. Hvordan kan du endre betingelsen Image? Den er jo gitt av oppgaven?
Image. Jeg vil jo uansett ende opp med et uttrykk hvor det under rottegnet er negativt?