25 Ολοκληρώματα

Συντονιστής: R BORIS

Άβαταρ μέλους
exdx
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 1790
Εγγραφή: Κυρ Δεκ 21, 2008 6:00 pm
Τοποθεσία: Ηράκλειο Κρήτης
Επικοινωνία:

25 Ολοκληρώματα

#1

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από exdx » Τρί Αύγ 20, 2013 3:27 pm

Μπορείτε να υπολογίσετε \displaystyle{\,\,25\,\,\,} ολοκληρώματα σε \displaystyle{\,\,\,20\,\,\,\,} λεπτά ;

http://web.mit.edu/abhinavk/www/integra ... al2012.pdf

Από το ΜΙΤ


Kαλαθάκης Γιώργης
Άβαταρ μέλους
KARKAR
Δημοσιεύσεις: 17496
Εγγραφή: Τετ Δεκ 08, 2010 6:18 pm

Re: 25 Ολοκληρώματα

#2

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από KARKAR » Τετ Αύγ 21, 2013 1:46 pm

15.\displaystyle \int_{0}^{1}{x(1-x)^{99}}dx=\frac{1}{10100} , αφού εν γένει για τους φυσικούς m,n , είναι :

\displaystyle \int_{0}^{1}{x^m(1-x)^{n}}dx=\frac{m!n!}{(m+n+1)!}


BAGGP93
Δημοσιεύσεις: 1551
Εγγραφή: Σάβ Ιούλ 02, 2011 8:48 pm
Τοποθεσία: Ιωάννινα - Αθήνα

Re: 25 Ολοκληρώματα

#3

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από BAGGP93 » Παρ Αύγ 23, 2013 3:36 pm

Καλησπέρα σε όλους.

Επιτρέψτε μου να γράψω μια απόδειξη για το ολοκλήρωμα που έδωσε ο KARKAR.

Αναφέρομαι στο \displaystyle{\int_{0}^{1}x^{m}\left(1-x\right)^{n}\,dx=\frac{m!\,n!}{\left(m+n+1\right)!}\,,m,n\in\mathbb{N}}

Δεν γνώριζα αυτό το αποτέλεσμα και είπα να το αποδείξω έτσι ώστε να το μάθω.

Απόδειξη

Έστω \displaystyle{m\,,n\in\mathbb{N}

\displaystyle{i)\,\,{\color{black}\fbox{n=1}}}

Είναι,

\displaystyle{\begin{aligned} \int_{0}^{1}x^m\left(1-x\right)\,dx&=\int_{0}^{1}\left(x^m-x^{m+1}\right)\,dx\\&=\left[\frac{x^{m+1}}{m+1}-\frac{x^{m+2}}{m+2}\right]_{0}^{1}\\&=\frac{1}{m+1}-\frac{1}{m+2}\\&=\frac{1}{\left(m+1\right)\left(m+2\right)}=\frac{m!\,1!}{\left(m+2\right)!}\end{aligned}}



\displaystyle{ii)} Επαγωγική υπόθεση : \displaystyle{\,\,\,\,\int_{0}^{1}x^{m}\left(1-x\right)^{n}\,dx=\frac{m!\,n!}{\left(m+n+1\right)!}\,,n\geq 1\,\,(I)}


\displaystyle{iii)\,\,{\color{black}\fbox{n\to n+1}}}

Είναι,

\displaystyle{\begin{aligned}\int_{0}^{1}x^{m}\left(1-x\right)^{n+1}\,dx&=\int_{0}^{1}x^m\left(1-x\right)^{n}\left(1-x\right)\,dx\\&=\int_{0}^{1}\left[x^m\left(1-x\right)^{n}-x^{m+1}\left(1-x\right)^{n}\right]\,dx\\&=\int_{0}^{1}x^{m}\left(1-x\right)^{n}\,dx-\int_{0}^{1}x^{m+1}\left(1-x\right)^{n}\,dx\\&\stackrel{(I)}{=}\frac{m!\,n!}{\left(m+n+1\right)!}-\int_{0}^{1}\left[x^{m+1}\left(1-x\right)^{n}\right]\,dx\\&=\frac{m!\,n!}{\left(m+n+1\right)!}-\int_{0}^{1}x^{m+1}\,d\left[-\frac{1}{n+1}\left(1-x\right)^{n+1}\right]\\&=\frac{m!\,n!}{\left(m+n+1\right)!}-\left[-\frac{1}{n+1}\,x^{m+1}\left(1-x\right)^{n+1}\right]_{0}^{1}-\int_{0}^{1}\frac{1}{n+1}\left(1-x\right)^{n+1}\,d\left(x^{m+1}\right)\\&=\frac{m!\, n!}{\left(m+n+1\right)!}-\frac{m+1}{n+1}\int_{0}^{1}x^{m}\left(1-x\right)^{n+1}\,dx\\&\Rightarrow \left(1+\frac{m+1}{n+1}\right)\int_{0}^{1}x^{m}\left(1-x\right)^{n+1}\,dx=\frac{m!\,n!}{\left(m+n+1\right)!}\\&\Rightarrow \int_{0}^{1}x^{m}\left(1-x\right)^{n+1}\,dx=\frac{m!\,n!}{\left(m+n+1\right)!}\cdot \frac{n+1}{m+n+2}\\&\Rightarrow \int_{0}^{1}x^{m}\left(1-x\right)^{n+1}\,dx=\frac{m!\,\left(n+1\right)!}{\left(m+n+2\right)!}\\&\Rightarrow \int_{0}^{1}x^{m}\left(1-x\right)^{n+1}\,dx=\frac{m!\,\left(n+1\right)!}{\left[m+\left(n+1\right)+1\right]!}\end{aligned}}

Άρα, επαγωγικά, δείξαμε ότι : \displaystyle{\forall n\in\mathbb{N}:\int_{0}^{1}x^{m}\left(1-x\right)^{n}\,dx=\frac{m!\,n!}{\left(m+n+1\right)!}}

Επίσης, η επιλογή του φυσικού αριθμού \displaystyle{m} έγινε τυχαία, οπότε

\displaystyle{\forall m\,,n\in\mathbb{N}:\int_{0}^{1}x^{m}\left(1-x\right)^{n}\,dx=\frac{m!\,n!}{\left(m+n+1\right)!}}

Τέλος, επιτρέψτε μου να γράψω και τη λύση από το ολοκλήρωμα που φέρει τον αριθμό 11, διότι μου άρεσε.

\displaystyle{11 :\int_{-1}^{0}\frac{x^4+4\,x^3+6\,x^2+4\,x+1}{x^3-3\,x^2+3\,x-1}\,dx}

Έχουμε ότι \displaystyle{11 :\int_{-1}^{0}\frac{x^4+4\,x^3+6\,x^2+4\,x+1}{x^3-3\,x^2+3\,x-1}\,dx=\int_{-1}^{0}\frac{\left(x+1\right)^4}{\left(x-1\right)^3}\,dx}

Θέτοντας \displaystyle{x-1=t} έχουμε \displaystyle{dx=dt\,\,\kappa \alpha \iota\,\,t\in\left[-2,-1\right]} .

Έτσι,

\displaystyle{I=\int_{-1}^{0}\frac{x^4+4\,x^3+6\,x^2+4\,x+1}{x^3-3\,x^2+3\,x-1}\,dx&=\int_{-2}^{-1}\frac{\left(t+2\right)^4}{t^3}\,dt}

όπου,

\displaystyle{\left(t+2\right)^4=\left[\left(t+2\right)^2\right]^2=\left[t^2+4\,t+4\right]^2=t^4+16\,t^2+16+8\,t^3+8\,t^2+32\,t=t^4+8\,t^3+24\,t^2+32\,t+16}.

Επομένως,

\displaystyle{I=\int_{-2}^{-1}\frac{t^4+8\,t^3+24\,t^2+32\,t+16}{t^3}\,dt=\int_{-2}^{-1}\left[t+8+\frac{24}{t}+\frac{32}{t^2}+\frac{16}{t^3}\right]\,dt=\left[\frac{t^2}{2}+8\,t+24\,\ln (-t)-\frac{32}{t}-\frac{8}{t^2}\right]_{-2}^{-1}=...}

edit: Διεγράφη η περίπτωση όπου n=2


Παπαπέτρος Ευάγγελος
Άβαταρ μέλους
parmenides51
Δημοσιεύσεις: 6238
Εγγραφή: Πέμ Απρ 23, 2009 9:13 pm
Τοποθεσία: Πεύκη
Επικοινωνία:

Re: 25 Ολοκληρώματα

#4

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από parmenides51 » Δευ Σεπ 23, 2013 10:37 pm

σ' ευχαριστώ


dr.tasos
Δημοσιεύσεις: 432
Εγγραφή: Τρί Ιούλ 12, 2011 6:40 pm

Re: 25 Ολοκληρώματα

#5

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από dr.tasos » Σάβ Φεβ 01, 2014 2:11 pm

το 16

I= \int \frac{sin4x}{sinx}dx = \int \frac{2sin2xcos2x}{sinx} dx=\int \frac{4sinxcosx(1-2sin^2(x))}{sinx} dx= \int 4cosx(1-2sin^2(x))dx

u=sinx

du=cosxdx

I= \int 4(1-2u^2)du =4sinx-8\frac{sin^3(x)}{3} +c


xr.tsif
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 2011
Εγγραφή: Τρί Δεκ 23, 2008 7:14 pm

Re: 25 Ολοκληρώματα

#6

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από xr.tsif » Σάβ Φεβ 01, 2014 6:23 pm

Για το 16
με βάση τον τύπο (απαγορευμένο) sin4x=4sinxcosx-8sin^3xcosx έχουμε
\int \frac{sin4x}{sinx}dx = \int \frac{4sinxcosx-8sin^3xcosx}{sinx} dx=
= \int(4cosx-8sin^2xcosx) dx= 4 \int cosx dx - 8 \int sin^2x(sinx)'dx =
=4 sinx - \frac{8}{3}sin^3x + c.


Γιατί πάντα αριθμόν έχοντι. Άνευ τούτου ουδέν νοητόν και γνωστόν.
Μπάμπης Στεργίου
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 5589
Εγγραφή: Δευ Δεκ 22, 2008 2:16 pm
Τοποθεσία: Χαλκίδα - Καρδίτσα

Re: 25 Ολοκληρώματα

#7

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Μπάμπης Στεργίου » Σάβ Φεβ 01, 2014 11:39 pm

exdx έγραψε:Μπορείτε να υπολογίσετε \displaystyle{\,\,25\,\,\,} ολοκληρώματα σε \displaystyle{\,\,\,20\,\,\,\,} λεπτά ;

http://web.mit.edu/abhinavk/www/integra ... al2012.pdf

Από το ΜΙΤ
Αυτά μόνο στην Αμερική γίνονται !

Νομίζω ότι μπορώ να πιάσω τον αριθμό 20 , σίγουρα δεν θα είναι όμως λεπτά ούτε δευτερόλεπτα :) :D !!!

Μπ.


AIAS
Δημοσιεύσεις: 87
Εγγραφή: Δευ Ιουν 24, 2013 1:27 pm

Re: 25 Ολοκληρώματα

#8

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από AIAS » Κυρ Φεβ 02, 2014 1:00 am

Στο 19

\int {\dfrac{1}{{\sqrt {{e^x} - 1} }}dx}

Θέτω \sqrt {{e^x} - 1}  = u \Rightarrow {e^x} - 1 = {u^2} \Rightarrow {e^x}dx = 2udu \Rightarrow \boxed{dx = \frac{{2u}}{{{u^2} + 1}}du} και έτσι

\int {\dfrac{1}{{\sqrt {{e^x} - 1} }}dx}  = 2\int {\dfrac{1}{{1 + {u^2}}}du = 2\tau o\xi \varepsilon \varphi u + c = 2\tau o\xi \varepsilon \varphi (\sqrt {{e^x} - 1} ) + c}

AIAS


dr.tasos
Δημοσιεύσεις: 432
Εγγραφή: Τρί Ιούλ 12, 2011 6:40 pm

Re: 25 Ολοκληρώματα

#9

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από dr.tasos » Κυρ Φεβ 02, 2014 12:13 pm

το 6)

x+2=\sqrt{5}sinu

dx=\sqrt{5}cosu du

\int \frac{1}{\sqrt{1-4x-x^2}}dx=\int \frac{\sqrt{5}cosu}{\sqrt{5}cosu}du=u+c=arcsin(\frac{x+2}{\sqrt{5}})+c


dr.tasos
Δημοσιεύσεις: 432
Εγγραφή: Τρί Ιούλ 12, 2011 6:40 pm

Re: 25 Ολοκληρώματα

#10

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από dr.tasos » Κυρ Φεβ 02, 2014 12:29 pm

για το 21)
\int \frac{2}{1-sin2x}dx = \int \frac{2(1+sin2x)}{cos^22x}dx=\int\frac{2}{cos^22x}dx+\int \frac{2sin2x}{cos^22x}dx=tan2x-\frac{1}{cos2x}+c


dr.tasos
Δημοσιεύσεις: 432
Εγγραφή: Τρί Ιούλ 12, 2011 6:40 pm

Re: 25 Ολοκληρώματα

#11

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από dr.tasos » Κυρ Φεβ 02, 2014 12:33 pm

25) \int \sqrt{csc(x)-sinx}dx=2\sqrt{sinx}+c


Άβαταρ μέλους
Tolaso J Kos
Δημοσιεύσεις: 5555
Εγγραφή: Κυρ Αύγ 05, 2012 10:09 pm
Τοποθεσία: International
Επικοινωνία:

Re: 25 Ολοκληρώματα

#12

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Tolaso J Kos » Κυρ Φεβ 02, 2014 12:48 pm

Για το 9)
\displaystyle{\int_{1}^{2011}\frac{\sqrt{x}}{\sqrt{2012-x}+\sqrt{x}}dx}
Θέτω \displaystyle{u=2012-x} οπότε \displaystyle{du=-dx} και τα νέα άκρα ολοκλήρωσης είναι για \displaystyle{x=1\Rightarrow u=2011,\, \, \, x=2011\Rightarrow u=1} . Οπότε \displaystyle{I=\int_{1}^{2011}\frac{\sqrt{2012-u}}{\sqrt{u}+\sqrt{2012-u}}du}

Άρα έχουμε:
\displaystyle{\left.\begin{matrix} 
\displaystyle{I=\int_{1}^{2011}\frac{\sqrt{u}}{\sqrt{2012-u}+\sqrt{u}}du} & \\  
\displaystyle{I=\int_{1}^{2011}\frac{\sqrt{2012-u}}{\sqrt{2012-u}+\sqrt{u}}du} &  
\end{matrix}\right\}(+)\Rightarrow 2I=2012\Leftrightarrow I=1006}


Για το 14)
\displaystyle{ \int_{0}^{1/2}\frac{x \sin^{-1}(x)}{\sqrt{1-x^2}}dx}
Θέτω \displaystyle{y=\sin^{-1}(x)} άρα \displaystyle{dy=\frac{dx}{\sqrt{1-x^2}}} . Για \displaystyle{x=0\Rightarrow y=0,\, \, \, x=1/2\Rightarrow y=\pi /6} οπότε το ολοκλήρωμα γίνεται: \displaystyle{\int_{0}^{\pi /6}y\sin ydy=...=-\frac{\pi -2\sqrt{3}}{4\sqrt{3}} } (το τελευταίο υπολογίζεται πανεύκολα με παράγοντες)

Για το 24)
\displaystyle{\int_{0}^{1}\frac{x^7-1}{\log x}dx}
Έχουμε:\displaystyle{\int_{0}^{1}\frac{x^8-x}{x\log x}dx}
Θέτω \displaystyle{y=\log (x)\Rightarrow dy=\frac{dx}{x}} οπότε \displaystyle{x=10^y}.
Άρα το ολοκλήρωμα γίνεται:
\displaystyle{\int_{0}^{1}\frac{x^8-x}{x\log(x)}dx=\int_{-\infty }^{0}\left ( 10^{8y}-10^y)dy= \lim_{u\rightarrow -\infty }\int_{u}^{0}\left ( 10^{8y}-10^y \right )dy=...=-\frac{7}{8\ln 10}} (το τελευταίο ολοκλήρωμα είναι εύκολο)

Τόλης

Edit: Σβήστηκε η περίπτωση ο \displaystyle{\log x} να δηλώνει το δεκαδικό λογάριθμο, ύστερα από την εύστοχη παρατήρηση του Τάσου που τον ευχαριστώ
τελευταία επεξεργασία από Tolaso J Kos σε Κυρ Φεβ 02, 2014 1:10 pm, έχει επεξεργασθεί 2 φορές συνολικά.


Η φαντασία είναι σημαντικότερη από τη γνώση !
\displaystyle{{\color{blue}\mathbf{Life=\int_{birth}^{death}\frac{happiness}{time}\Delta time} }}
dr.tasos
Δημοσιεύσεις: 432
Εγγραφή: Τρί Ιούλ 12, 2011 6:40 pm

Re: 25 Ολοκληρώματα

#13

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από dr.tasos » Κυρ Φεβ 02, 2014 12:54 pm

Μιας και βαριέμαι ...

14 )

u=sin^{-1}x \Rightarrow du=\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}dx


\int \frac{xsin^{-1}x}{\sqrt{1-x^2}}dx= \int usinu  du =\int (-cosu)'udu=-ucosu+sinu+c=

=-cos(sin^{-1}x) \cdot sin^{-1}x+x+c


dr.tasos
Δημοσιεύσεις: 432
Εγγραφή: Τρί Ιούλ 12, 2011 6:40 pm

Re: 25 Ολοκληρώματα

#14

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από dr.tasos » Κυρ Φεβ 02, 2014 1:06 pm

Το log_{10} πρέπει να γίνει ln αφου νομίζω πως δηλώνεται ρητά στην αρχή του φυλλαδίου .


Άβαταρ μέλους
Tolaso J Kos
Δημοσιεύσεις: 5555
Εγγραφή: Κυρ Αύγ 05, 2012 10:09 pm
Τοποθεσία: International
Επικοινωνία:

Re: 25 Ολοκληρώματα

#15

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Tolaso J Kos » Κυρ Φεβ 02, 2014 1:09 pm

dr.tasos έγραψε:Το log_{10} πρέπει να γίνει ln αφου νομίζω πως δηλώνεται ρητά στην αρχή του φυλλαδίου .
Τάσο έχεις δίκιο δεν το είδα! Έμεινα με την ορολογία που έχουν πολλοί συγγραφείς στα βιβλία τους. Αφού λοιπόν δηλώνεται ρητά, ισχύει η πρώτη λύση που έδωσα. Σε ευχαριστώ που το παρατήρησες.


Η φαντασία είναι σημαντικότερη από τη γνώση !
\displaystyle{{\color{blue}\mathbf{Life=\int_{birth}^{death}\frac{happiness}{time}\Delta time} }}
BAGGP93
Δημοσιεύσεις: 1551
Εγγραφή: Σάβ Ιούλ 02, 2011 8:48 pm
Τοποθεσία: Ιωάννινα - Αθήνα

Re: 25 Ολοκληρώματα

#16

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από BAGGP93 » Κυρ Φεβ 02, 2014 5:05 pm

Για το 23. \displaystyle{\int_{0}^{2}x^5\,\sqrt{1+x^3}\,dx}

Λύση

\displaystyle{\begin{aligned} \int_{0}^{2}x^5\,\sqrt{1+x^3}\,dx&=\frac{1}{3}\,\int_{0}^{2}x^3\,\left(1+x^3\right)'\,\left(1+x^3\right)^{1/2}\,dx=\left[\frac{2}{9}\,x^3\,\left(1+x^3\right)^{3/2}\right]_{0}^{2}-\int_{0}^{2}\frac{2}{9}\,\left(1+x^3\right)^{3/2}\,\left(x^3\rigt)'\,dx\\&=\frac{16}{9}\,\left(9^{3/2}\right)-\int_{0}^{9}\frac{2}{3}x^2\,\left(1+x^3\right)^{3/2}\,dx\\&=27-\left[\frac{4}{15}\,\left(1+x^3\right)^{5/2}\right]_{0}^{2}\\&=27-\frac{4\,\left(9^{5/2}\right)}{15}+\frac{4}{15}\\&=27-\frac{9^3\cdot 4}{15}+\frac{4}{15}=...\end{aligned}}

Για το 4. \displaystyle{\int \frac{1}{\sqrt{x}\,\left(\sqrt[4]{x}+1\right)^{10}}\,dx}

Λύση

Το διάστημα ολοκλήρωσης είναι το \displaystyle{I=\left(0,+\infty\right)} .

Με την αντικατάσταση \displaystyle{x=t^{8}} έχουμε \displaystyle{dx=8\,t^7\,dt\,,\sqrt{x}=t^4\,,\sqrt[4]{x}=t^2} , άρα το ολοκλήρωμα γίνεται

\displaystyle{\begin{aligned} \int \frac{1}{\sqrt{x}\,\left(\sqrt[4]{x}+1\right)^{10}}\,dx&=\int \frac{8\,t^7}{t^4\,\left(t^2+1\right)^{10}}\,dt\\&=\int \frac{8\,t^3}{\left(t^2+1\right)^{10}}\,dt\\&=\int \left(-2\,t\right)\,\left(t^2+1\right)^{-10}\,\left(-4\,t^2\right)\,dt=-4\,t^2\,\frac{1}{9}\,\left(t^2+1\right)^{-9}-\int -\frac{8}{9}\,t\,\left(t^2+1\right)^{-9}\,dt\\&=-4\,t^2\,\frac{1}{9}\,\left(t^2+1\right)^{-9}+\frac{4}{9}\,\int \left(t^2+1\right)'\,\left(t^2+1\right)^{-9}\,dt\\&=-4\,t^2\,\frac{1}{9}\,\left(t^2+1\right)^{-9}-\frac{2}{45}\,\left(t^2+1\right)^{-10}\\&=-\frac{4}{9}\,\sqrt[4]{x}\,\left(\sqrt[4]{x}+1\right)^{-9}-\frac{2}{45}\,\left(\sqrt[4]{x}+1\right)^{-10}+c\,,c\in\mathbb{R}\end{aligned}}

Για το 6. \displaystyle{\int \frac{1}{1-4\,x-x^2}\,dx}

Λύση

Είναι, \displaystyle{1-4\,x-x^2>0\Leftrightarrow 5-\left(x+2\right)^2>0\Leftrightarrow \left(x+2\right)^2<5\Leftrightarrow x\in\left(-\sqrt{5}-2,\sqrt{5}-2\right)}

άρα το διάστημα ολοκλήρωσης είναι το \displaystyle{I=\left(-\sqrt{5}-2,\sqrt{5}-2\right)} και έχουμε

\displaystyle{\begin{aligned} \int \frac{1}{\sqrt{1-4\,x-x^2}}\,dx&=\int \frac{1}{\sqrt{5-\left(x+2\right)^2}}\,dx\\&=\frac{1}{\sqrt{5}}\,\int \frac{1}{\sqrt{1-\left(\frac{x+2}{\sqrt{5}}\right)^2}}\,dx\\&=\arcsin \left(\frac{x+2}{\sqrt{5}}\right)+c\,,c\in\mathbb{R}\end{aligned}}

Για το 8. \displaystyle{\int_{0}^{\frac{\pi}{2}}\frac{1}{1+\sin x}\,dx}

Λύση

\displaystyle{\int_{0}^{\frac{\pi}{2}}\frac{1}{1+\sin x}\,dx&=\int_{0}^{\frac{\pi}{2}}\frac{1}{1+2\,\sin \frac{x}{2}\,\cos \frac{x}{2}}\,dx\\&=\int_{0}^{\frac{\pi}{2}}\frac{1}{\sin^2\,\frac{x}{2}+\cos^2\,\frac{x}{2}+2\,\sin \frac{x}{2}\,\cos \frac{x}{2}}\,dx\\&=\int_{0}^{\frac{\pi}{2}}\frac{1}{\left(\sin \frac{x}{2}+\cos\,\frac{x}{2}\right)^2}\,(I)}

Όμως,

\displaystyle{\sin \frac{x}{2}+\cos\,\frac{x}{2}=\sqrt{2}\,\left(\sin \frac{\pi}{4}\,\sin \frac{x}{2}+\cos \frac{\pi}{4}\,\cos\,\frac{x}{2}\right)=\sqrt{2}\,\cos\,\left(\frac{x}{2}-\frac{\pi}{4}\right)}

κα άρα από τη σχέση \displaystyle{(I)} έχουμε ότι

\displaystyle{\int_{0}^{\frac{\pi}{2}}\frac{1}{1+\sin x}\,dx=\int_{0}^{\frac{\pi}{2}}\frac{1}{2\,\cos^2\,\left(\frac{x}{2}-\frac{\pi}{4}\right)}\,dx=\left[\tan\,\left(\frac{x}{2}-\frac{\pi}{4}\right)\right]_{0}^{\frac{\pi}{2}}=\tan 0-\tan\,\left(-\frac{\pi}{4}\right)=1}

Σε αυτό το ολοκλήρωμα έχω να κάνω μία ερώτηση. Στη λύση που προτείνει το \displaystyle{MIT} πολλαπλασιάζει

αριθμητή και παρονομαστή με τον παράγοντα \displaystyle{1-\sin x}. Νομίζω ότι αυτό είναι λάθος διότι μετά λαμβάνει

την παράσταση \displaystyle{\frac{1-\sin x}{\cos^2\,x}} η οποία έχει πρόβλημα στο \displaystyle{x=\frac{\pi}{2}} .

Έπειτα συνεχίζει κανονικά. Μπορούμε να συνεχίσουμε με γενικευμένο ολοκλήρωμα ; Τι λέτε και εσείς ;

Εμένα πάντως, η λύση που έδωσα παραπάνω, μου αρέσει περισσότερο από την προτεινόμενη, αν και στον φακελό αυτό είναι

"απαγορευμένη" . :D


Παπαπέτρος Ευάγγελος
Άβαταρ μέλους
Καρδαμίτσης Σπύρος
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 2337
Εγγραφή: Κυρ Δεκ 21, 2008 11:14 pm
Επικοινωνία:

Re: 25 Ολοκληρώματα

#17

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Καρδαμίτσης Σπύρος » Κυρ Φεβ 02, 2014 5:35 pm

Για την συμμετοχή μου στην παρέα των ολοκληρωμάτων

1. Θέτοντας \sqrt{x}-1=u , τότε x={{(u+1)}^{2}} και dx=2(u+1)du

και το ολοκλήρωμα γράφεται:

\int{\frac{1}{\sqrt{x}-1}dx}=\int{\frac{1}{u}2(u+1)du=2\int{(1+\frac{1}{u})du=}}

2\int{(1+\frac{1}{u})du=}2[u+\ln |u|]+c=2[\left( \sqrt{x}-1 \right)+\ln |\sqrt{x}-1|]+c


Καρδαμίτσης Σπύρος
Άβαταρ μέλους
Tolaso J Kos
Δημοσιεύσεις: 5555
Εγγραφή: Κυρ Αύγ 05, 2012 10:09 pm
Τοποθεσία: International
Επικοινωνία:

Re: 25 Ολοκληρώματα

#18

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Tolaso J Kos » Κυρ Φεβ 02, 2014 10:34 pm

Με αφορμή το 5. θα βάλω ένα ολοκλήρωμα. Να υπολογιστεί το \displaystyle{\int_{0}^{1}\sin^{-1}\left ( \cos x \right )dx}

Όσο για το 5. το ολοκλήρωμα: \displaystyle{\int_0^1 \sin\left ( \cos^{-1} x \right )dx} θα δώσω τη παράγουσα του. Έχει ενδιαφέρον να το υπολογίσει κάποιος:
\displaystyle{\int\sin\left ( \cos^{-1} x \right )dx=\frac{\sin^{-1}x}{2}+\frac{x\sqrt{1-x^2}}{2}+c}
(*) Για να βοηθήσω λίγο την κατάσταση:
Προσπαθήστε να βρείτε μία αλγεβρική παράσταση για την υπό ολοκλήρωση συνάρτηση. Ίσως λίγο τριγωνομετρία να σας χρειαστεί. Αν υπάρχει άλλος τρόπος χωρίς τριγωνομετρία, θα χαρώ να τον δω.


Η φαντασία είναι σημαντικότερη από τη γνώση !
\displaystyle{{\color{blue}\mathbf{Life=\int_{birth}^{death}\frac{happiness}{time}\Delta time} }}
Άβαταρ μέλους
Tolaso J Kos
Δημοσιεύσεις: 5555
Εγγραφή: Κυρ Αύγ 05, 2012 10:09 pm
Τοποθεσία: International
Επικοινωνία:

Re: 25 Ολοκληρώματα

#19

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Tolaso J Kos » Δευ Φεβ 03, 2014 11:42 am

Επίσης σύμφωνα με την παραπάνω δημοσίευση μου καλό είναι να δούμε και το γινόμενο αυτών των δύο:
Δηλαδή το ολοκλήρωμα: \displaystyle{\int_{0}^{1}\left [ \sin (\cos^{-1}x)\cdot \cos\left ( \sin ^{-1} x\right ) \right ]dx} για να τα έχουμε όλα μαζί συγκεντρωμένα.


Η φαντασία είναι σημαντικότερη από τη γνώση !
\displaystyle{{\color{blue}\mathbf{Life=\int_{birth}^{death}\frac{happiness}{time}\Delta time} }}
AIAS
Δημοσιεύσεις: 87
Εγγραφή: Δευ Ιουν 24, 2013 1:27 pm

Re: 25 Ολοκληρώματα

#20

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από AIAS » Δευ Φεβ 03, 2014 12:55 pm

exdx έγραψε:Μπορείτε να υπολογίσετε \displaystyle{\,\,25\,\,\,} ολοκληρώματα σε \displaystyle{\,\,\,20\,\,\,\,} λεπτά ;

http://web.mit.edu/abhinavk/www/integra ... al2012.pdf

Από το ΜΙΤ
Για το 23

Αν I = \int_0^2 {{x^5}\sqrt {1 + {x^3}} dx} και θέσουμε \sqrt {1 + {x^3}}  = u θα έχουμε

{x^3} = {u^2} - 1\,\,\& \,3{x^2}dx = 2udu \Rightarrow {x^2}dx = \dfrac{2}{3}udu

Νέα όρια ολοκλήρωσης : (0,2) \to (1,3) και άρα

I = \int_0^2 {({x^3}\sqrt {1 + {x^3}} } ){x^2}dx = \int_1^3 {({u^2} - 1)u\dfrac{2}{3}} udu = \dfrac{2}{3}\int_1^3 {({u^4} - {u^2})du} ή τελικά

I = \dfrac{2}{3}[\dfrac{{{u^5}}}{5} - \dfrac{{{u^3}}}{3}]_1^3 = \dfrac{2}{3}(\dfrac{{{3^5}}}{5} - \dfrac{{{3^3}}}{3} + \dfrac{1}{3} - \dfrac{1}{5}) = \dfrac{{1192}}{{45}}

AIAS


Απάντηση

Επιστροφή σε “ΟΛΟΚΛΗΡΩΤΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ”

Μέλη σε σύνδεση

Μέλη σε αυτήν τη Δ. Συζήτηση: Δεν υπάρχουν εγγεγραμμένα μέλη και 1 επισκέπτης