Hur man integrerar fyrkantiga rotfunktioner

Integreringsfunktioner är en av kärnapplikationerna i kalkylen. Ibland är detta enkelt, som i:

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

I ett relativt komplicerat exempel av denna typ kan du använda en version av grundformeln för att integrera obestämda integraler:

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

varAochCär konstanter.

Således för detta exempel,

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

Integrering av grundläggande fyrkantiga rotfunktioner

På ytan är det svårt att integrera en kvadratrotfunktion. Till exempel kan du bli stymied av:

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

Men du kan uttrycka en kvadratrot som en exponent, 1/2:

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

Integralen blir därför:

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

som du kan använda den vanliga formeln från ovan:

\ börja {justerad} \ 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 {align}

Integration av mer komplexa fyrkantiga rotfunktioner

instagram story viewer

Ibland kan du ha mer än en term under det radikala tecknet, som i detta exempel:

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

Du kan användau-byte för att fortsätta. Här ställer du inulika med kvantiteten i nämnaren:

u = \ sqrt {x - 3}

Lös detta förxgenom att kvadrera båda sidor och subtrahera:

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

Detta gör att du kan få dx när det gällerugenom att ta derivatet avx​:

dx = (2u) du

Att byta tillbaka till den ursprungliga integralen ger

\ börja {justerad} 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 {align}

Nu kan du integrera detta med grundformeln och uttryckaui form avx​:

\ begin {align} \ 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 \ slut {justerad}

Teachs.ru
  • Dela med sig
instagram viewer