Hoe vierkantswortelfuncties te integreren

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

F(x) = \int( x^3 + 8) dx

In een relatief gecompliceerd voorbeeld van dit type kun je een versie van de basisformule gebruiken voor het integreren van onbepaalde integralen:

\int (x^n + A) dx = \frac{x^{(n + 1)}}{n + 1} + Ax + C

waarEENenCzijn constanten.

Dus voor dit voorbeeld

\int x^3 + 8 = \frac{x^4}{4} + 8x + C

Integratie van basis vierkantswortelfuncties

Oppervlakkig gezien is het integreren van een vierkantswortelfunctie lastig. U kunt bijvoorbeeld worden belemmerd door:

F(x) = \int \sqrt{(x^3) + 2x - 7}dx

Maar je kunt een vierkantswortel uitdrukken als een exponent, 1/2:

\sqrt{x^3} = x^{3(1/2)} = x^{(3/2)}

De integraal wordt dus:

\int (x^{3/2} + 2x - 7)dx

waarop u de gebruikelijke formule van bovenaf kunt toepassen:

\begin{uitgelijnd} \int (x^{3/2} + 2x - 7)dx &= \frac{x^{(5/2)}}{5/2} + 2\bigg(\frac{x ^2}{2}\bigg) - 7x \\ &= \frac{2}{5}x^{(5/2)} + x^2 - 7x \end{aligned}

Integratie van complexere vierkantswortelfuncties

instagram story viewer

Soms heb je meer dan één term onder het wortelteken, zoals in dit voorbeeld:

F(x) = \int \frac{x + 1}{\sqrt{x - 3}}dx

Je kunt gebruikenjij-vervanging om door te gaan. Hier, stel jejijgelijk aan de hoeveelheid in de noemer:

u = \sqrt{x - 3}

Los dit op voorXdoor beide zijden te kwadrateren en af ​​te trekken:

u^2 = x - 3 \\ x = u^2 + 3

Hiermee kun je dx krijgen in termen vanjijdoor de afgeleide te nemen vanX​:

dx = (2u) du

Terug substitueren in de oorspronkelijke integraal geeft

\begin{uitgelijnd} F(x) &= \int \frac{u^2 + 3 + 1}{u}(2u) du \\ &= \int \frac{2u^3 + 6u + 2u}{u }du \\ &= \int (2u^2 + 8)du \end{uitgelijnd}

Nu kunt u dit integreren met behulp van de basisformule en uitdrukkenjijwat betreftX​:

\begin{aligned} \int (2u^2 + 8)du &= \frac{2}{3}u^3 + 8u + C \\ &= \frac{2}{3} (\sqrt{x - 3})^3 + 8( \sqrt{x - 3}) + C \\ &= \frac{2}{3} (x - 3)^{(3/2)} + 8(x - 3) ^{(1/2)} + C \end{uitgelijnd}

Teachs.ru
  • Delen
instagram viewer