Παραμετρικό ολοκλήρωμα

Συντονιστές: grigkost, Κοτρώνης Αναστάσιος

Άβαταρ μέλους
Tolaso J Kos
Δημοσιεύσεις: 5569
Εγγραφή: Κυρ Αύγ 05, 2012 10:09 pm
Τοποθεσία: International
Επικοινωνία:

Παραμετρικό ολοκλήρωμα

#1

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Tolaso J Kos »

Έστω \alpha \in [0,1]. Να δειχθεί ότι:

\displaystyle{\int_\alpha^1 \frac{x}{\sqrt{x^2-\alpha^2}} \ln\frac{\sqrt{1+x}+\sqrt{1-x}}{\sqrt{1+x}-\sqrt{1-x}} \, \mathrm{d}x =\frac{\pi}{2}(1-\alpha)}
Η φαντασία είναι σημαντικότερη από τη γνώση !
\displaystyle{{\color{blue}\mathbf{Life=\int_{birth}^{death}\frac{happiness}{time}\Delta time} }}

Ετικέτες:
Άβαταρ μέλους
Nikitas K.
Δημοσιεύσεις: 337
Εγγραφή: Δευ Νοέμ 06, 2023 6:01 pm
Τοποθεσία: Ρόδος

Re: Παραμετρικό ολοκλήρωμα

#2

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Nikitas K. »

Αν a = 0, τότε \displaystyle \int_a^1 sech^{-1}(x) dx = \frac{\pi}2

Αν \displaystyle a\in\left(0,1\right], τότε

\displaystyle u:=\frac{a^2-1}{x^2-1}-1\Rightarrow x = \sqrt{\frac{a^2-1}{u+1}+1}

\displaystyle t:=\sqrt{u}

\displaystyle I_4(x,n) := \int \frac{1}{x^2+n^2}\, dx = \frac 
{\tan^{-1}\left( 
\frac 
{x} 
{n} 
\right)} 
{n}

\displaystyle I_3 := \frac{2}{1-a^2} \left( I_4(t,1)-a^2I_4(t,a) \right)

\displaystyle I_2 := \sqrt{u}\ln x+\frac{a^2-1}{2}I_3

\displaystyle I_1 := \sqrt{u}\ln x-I_2

\displaystyle I_0(x) := \int \frac{x}{\sqrt{x^2-a^2}}sech^{-1}(x)\,dx

Με κατάλληλες αντικαταστάσεις λαμβάνουμε:

\displaystyle I_0(x) = \sqrt{x^2-a^2}sech^{-1}(x)+\tan^{-1}\sqrt{\frac{a^2-1}{x^2-1}-1}-a\tan^{-1}\frac{\sqrt{\frac{a^2-1}{x^2-1}-1}}{a}+c

Επομένως:

\displaystyle \int_\alpha^1 \frac{x}{\sqrt{x^2-\alpha^2}} \ln\frac{\sqrt{1+x}+\sqrt{1-x}}{\sqrt{1+x}-\sqrt{1-x}} \, \mathrm{d}x = \lim_{x\to 1} I_0(x) = \frac{\pi}{2}(1-a)
Νικήτας Κακούλλης
«Μέτρον ἄριστον» Κλεόβουλος Εὐαγόρου Λίνδιος
Άβαταρ μέλους
Tolaso J Kos
Δημοσιεύσεις: 5569
Εγγραφή: Κυρ Αύγ 05, 2012 10:09 pm
Τοποθεσία: International
Επικοινωνία:

Re: Παραμετρικό ολοκλήρωμα

#3

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Tolaso J Kos »

Μία άλλη λύση...


Παρατηρούμε ότι \displaystyle{\left ( \sqrt{x^2-\alpha^2} \right ) ' = \frac{x}{\sqrt{x^2-\alpha^2}}} .Συνεπώς,

}\begin{aligned} 
\int_{\alpha}^{1} \frac{x}{\sqrt{x^2-\alpha^2}} \ln \frac{\sqrt{1+x}+\sqrt{1-x}}{\sqrt{1+x}-\sqrt{1-x}}\, \mathrm{d}x &= \int_{\alpha}^{1} \frac{1}{x} \sqrt{\frac{x^2-\alpha^2}{1-x^2}} \, \mathrm{d}x \\  
 &\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\overset{y^2= \frac{x^2-\alpha^2}{1-x^2}}{=\! =\! =\! =\! =\! =\! =\!} \int_{0}^{\infty} \frac{\left ( 1 - \alpha^2 \right ) y^2}{\left ( y^2 + \alpha^2 \right ) \left ( y^2+1 \right )} \, \mathrm{d}y  \\  
 &= \frac{\pi}{2} \left ( 1 - \alpha \right ) 
\end{aligned}$
Η φαντασία είναι σημαντικότερη από τη γνώση !
\displaystyle{{\color{blue}\mathbf{Life=\int_{birth}^{death}\frac{happiness}{time}\Delta time} }}
Άβαταρ μέλους
Nikitas K.
Δημοσιεύσεις: 337
Εγγραφή: Δευ Νοέμ 06, 2023 6:01 pm
Τοποθεσία: Ρόδος

Re: Παραμετρικό ολοκλήρωμα

#4

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Nikitas K. »

Tolaso J Kos έγραψε: Δευ Μάιος 20, 2024 7:14 am Παρατηρούμε ότι \displaystyle{\left ( \sqrt{x^2-\alpha^2} \right ) ' = \frac{x}{\sqrt{x^2-\alpha^2}}}
Και εγώ έκανα την ίδια παρατήρηση στην δική μου λύση, αλλά κακώς μου διέφυγε να γράψω
I_0(x)=\sqrt{x^2-a^2}sech^{-1}(x)+I_1
Νικήτας Κακούλλης
«Μέτρον ἄριστον» Κλεόβουλος Εὐαγόρου Λίνδιος
Απάντηση

Επιστροφή στο “ΑΝΑΛΥΣΗ”

Μέλη σε σύνδεση

Μέλη σε αυτήν τη Δ. Συζήτηση: Δεν υπάρχουν εγγεγραμμένα μέλη και 0 επισκέπτες