Jak zintegrować funkcje pierwiastka kwadratowego

Całkowanie funkcji jest jednym z podstawowych zastosowań rachunku różniczkowego. Czasami jest to proste, jak w:

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

W stosunkowo skomplikowanym przykładzie tego typu można posłużyć się wersją podstawowego wzoru na całkowanie całek nieoznaczonych:

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

gdzieZAidosą stałymi.

Tak więc w tym przykładzie

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

Integracja podstawowych funkcji pierwiastka kwadratowego

Na pierwszy rzut oka całkowanie funkcji pierwiastka kwadratowego jest niewygodne. Na przykład możesz być utrudniony przez:

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

Ale pierwiastek kwadratowy możesz wyrazić jako wykładnik, 1/2:

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

Całka staje się zatem:

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

do którego możesz zastosować zwykłą formułę z góry:

\begin{aligned} \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}

Integracja bardziej złożonych funkcji pierwiastka kwadratowego

Czasami pod znakiem radykalnym może znajdować się więcej niż jeden termin, jak w tym przykładzie:

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

Możesz użyćty-zastąpienie, aby kontynuować. Tutaj ustawiasztyrówna ilości w mianowniku:

u = \sqrt{x - 3}

Rozwiąż to zaxprzez podniesienie obu stron do kwadratu i odjęcie:

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

Pozwala to uzyskać dx pod względemtybiorąc pochodną zx​:

dx = (2u) du

Zastąpienie z powrotem do pierwotnej całki daje

\begin{wyrównane} 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{wyrównany}

Teraz możesz to zintegrować za pomocą podstawowej formuły i wyrażeniatypod względemx​:

\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{wyrównany}

  • Dzielić
instagram viewer