science >> Wetenschap >  >> anders

Hoe vierkantswortelfuncties te integreren

Integratie van functies is een van de kerntoepassingen van calculus. Soms is dit eenvoudig, zoals in:

F (x) \u003d ∫ (x 3 + 8) dx

In een relatief ingewikkeld voorbeeld van dit type kunt u een versie van de basisformule voor het integreren van onbepaalde integralen:

∫ (x n + A) dx \u003d x (n + 1) /(n + 1) + An + C,

waar A en C constanten zijn.

Dus voor dit voorbeeld

∫ x 3 + 8 \u003d x 4/4 + 8x + C.
Integratie van vierkantswortelfuncties

Op het eerste gezicht is de integratie van een vierkantswortelfunctie lastig. U kunt bijvoorbeeld worden gestimuleerd door:

F (x) \u003d ∫ √ [(x 3) + 2x - 7] dx

Maar u kunt een vierkantswortel als een exponent, 1/2:

√ x 3 \u003d x 3 (1/2) \u003d x (3/2)

De integraal wordt daarom :

∫ (x 3/2 + 2x - 7) dx

waarop u de gebruikelijke formule van hierboven kunt toepassen:

\u003d x (5/2) /(5/2) + 2 (x 2/2) - 7x

\u003d (2/5) x (5/2) + x 2 - 7x
Integratie van complexere vierkantswortelfuncties

Soms heeft u meer dan één term onder het radicale teken, zoals in dit voorbeeld:

F (x) \u003d ∫ [(x + 1) /√ (x - 3)] dx

U kunt u-substitutie gebruiken om door te gaan. Hier stelt u u in op de hoeveelheid in de noemer:

u \u003d √ (x - 3)

Los dit op voor x door beide zijden te kwadrateren en af te trekken:

u 2 \u003d x - 3

x \u003d u 2 + 3

Hiermee kunt u dx in termen van u krijgen door de afgeleide van x te nemen:

dx \u003d (2u) du

Vervanging door de oorspronkelijke integraal geeft

F (x) \u003d ∫ (u 2 + 3 + 1) /udu

\u003d ∫ [(2u 3 + 6u + 2u) /u] du

\u003d ∫ (2u 2 + 8) du

Nu kunt u dit integreren gebruik de basisformule en druk u uit in x:

∫ (2u 2 + 8) du \u003d (2/3) u 3 + 8u + C

\u003d (2/3) [√ (x - 3)] 3 + 8 [√ (x - 3)] + C

\u003d (2/3) (x - 3) (3/2) + 8 (x - 3) (1/2) + C