Matematik

Integration m. skift variabel

01. juni 2011 af aaaa202 (Slettet) - Niveau: A-niveau

 Tit når jeg ser, at man skal integrere en funktion fra f.eks. 0 til x, så skifter man til at gøre funktionen afhænging af en anden variabel - f.eks. u.
Så f.eks.
∫ f(x) dx fra 0 til x bliver til ∫ f(u) du fra 0 til x = F(x) - F(0).
Hvilket "princip" inden for integration er det man bruger her?

Se 0:50 i nedenstående video, hvor det gøres:
http://www.youtube.com/watch?v=138RBJETH1U


Brugbart svar (0)

Svar #1
01. juni 2011 af Andersen11 (Slettet)

Det kaldes substitution. Hvis x = g(u) er en monoton funktion af u , har vi at u = g-1(x) er en monoton funktion af x , og dermed dx = g'(u) du

ab f(x) dx = αβ f(g(u)) g'(u) du , hvor α = g-1(a) og β = g-1(b)


Brugbart svar (0)

Svar #2
01. juni 2011 af mathon

lille rettelse
                               hvor
                                            u = g(x)
og dermed
                                            α = g(a)      og     β = g(b)


Brugbart svar (0)

Svar #3
01. juni 2011 af mathon

substitution kan benyttes
når
                integranden er på formen
                                                                f(g(x))·g '(x)
da
                              
               (F(g(x)) ' = f(g(x))·g '(x)              hvilket betyder, at
 
               F(g(x))    er en stamfunktion til     f(g(x))·g '(x)
hvoraf
               ∫  f(g(x))·g '(x)dx = F(g(x)) + k
og
          ab f(g(x))·g '(x)dx = [F(g(x))]ab = F(g(b)) - F(g(a))  =  [F(u)]αβ = αβ F(u)du    når α = g(a) og β = g(b)

...............

i praksis opnår man omskrivningslettelsen


              ab f(g(x))·g '(x)dx = αβ F(u)du               ved at anvende 
                                                                                                                 

                 1)      g(x) = u

                 2)      g '(x)dx ) = du

                 3)     g(a) = α     g(b) = β


 


 


Brugbart svar (0)

Svar #4
01. juni 2011 af mathon

simpelt eksempel

                    01 8x·(4x2+5)3dx

....

                    01 8x·(4x2+5)3dx   =   01 (4x2+5)3·8xdx


 

                      1)      4x2+5 = u = g(x)

                      2)      8xdx  = du

                      3)     g(0) =  5     g(1) = 9

hvoraf
 

                   01 (4x2+5)3·8xdx   =   59 u3·du   =   (1/4)·[u4]59  =  (1/4)·(94 - 54)  =  1484
 


 




    


Brugbart svar (0)

Svar #5
01. juni 2011 af mathon

rettelse af tastfejl i linje 13 i #3

                        ab f(g(x))·g '(x)dx = αβ F(u)du               ved at anvende

rettes til

                        ab f(g(x))·g '(x)dx = αβ f(u)du                ved at anvende


Brugbart svar (0)

Svar #6
01. juni 2011 af mathon

                    #3 er at opfatte som et uddybende supplement til #1
 


Svar #7
01. juni 2011 af aaaa202 (Slettet)

Hmm... Det er jeg nu bare ikke sikker på. Se 0:50 i følgende video:
http://www.youtube.com/watch?v=138RBJETH1U&feature=related
Det er et bevis for taylors formel for ekspansion af en funktion vha. polynomier og for at bevise skal man integrere f(x) fra 0 til x. Men så skriver han pludselig Integ(f(u)du). Er det bare for, at man ikke skal blive forvirret over, at der integreres med hensyn til x og fra 0 til x? 


Brugbart svar (0)

Svar #8
01. juni 2011 af mathon

    ...det er meget almindeligt at gøre


Svar #9
01. juni 2011 af aaaa202 (Slettet)

 Jamen er det bare for at undgå forvirring? Der er ikke nogen dybere årsag? 


Brugbart svar (0)

Svar #10
01. juni 2011 af mathon

         ...ikke i denne situation

...

eks

               ln(x) = 1x (1/x)dx      skrives gerne

               ln(x) = 1x (1/u)du     for at undgå en eventuel - som at dig påpeget - forvirring
                                               med hensyn til variabel og øvre grænse

                       

               


Skriv et svar til: Integration m. skift variabel

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.