[wiskunde] integreren door substitutie

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Berichten: 8.614

[wiskunde] integreren door substitutie

Bij het maken van een oefeningenreeks rond integreren door substitutie, botste ik op een klein probleempje. Het gaat om onderstaande integraal:
\(I = \int \sqrt{\frac{1-x}{1+x}}\mbox{d}x\)
Door substitutie
\(x = \cos(2t)\)
verkrijgen we het volgende:
\(I = -2 \int \sqrt{\frac{1-\cos(2t)}{1+\cos(2t)}}\sin(2t)\mbox{d}t = -2 \int \sqrt{\frac{2\sin^2(t)}{2\cos^2(t)}}\sin(2t)\mbox{d}t = \pm4 \int \frac{\sin(t)}{\cos(t)}\sin(t)\cos(t)\mbox{d}t = \pm4 \int \sin^2(t)\mbox{d}t\)
Die laatste is een basisintegraal en geeft, rekening houdend met de factor voorop, de volgende oplossing:
\(I = \pm2(t - \sin(t)\cos(t)) + C\)
Wanneer we terugkeren naar de veranderlijke x, weten we dat
\(x = \cos(2t) \Leftrightarrow 2t = \arccos(x) \Leftrightarrow t = \frac12\arccos(x)\)
en dat
\(\sin(t)\cos(t) = \frac12\sin(2t) = \frac12\sin(\arccos(x)) = \frac12\sqrt{1-x^2}\)
Invullen levert het volgende:
\(I = \pm2\left(\frac12\arccos(x) - \frac12\sqrt{1-x^2} \right) + C = \pm\sqrt{1 - x^2} \mp \arccos(x) + C\)
Tot zover geen probleem, ware het niet dat de modeloplossing
\(\arcsin(x) + \sqrt{1-x^2} + C\)
geeft. Waar zit de fout?
Geloof niet alles wat je leest.


Heb jij verstand van PHP? Word Technicus en help mee om Wetenschapsforum nog beter te maken!

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: [wiskunde] integreren door substitutie

arcsin(x) en -arccos(x) zijn gelijk op een constante term na.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 6.905

Re: [wiskunde] integreren door substitutie

Euhm, ik had voor deze een ingewikkeldere oplossing door u gelijk aan de wortel te stellen. Jouw oplossing is eleganter!
Het vel van de beer kunnen verkopen vraagt moeite tenzij deze dood voor je neervalt. Die kans is echter klein dus moeten we zelf moeite doen.

Berichten: 8.614

Re: [wiskunde] integreren door substitutie

arcsin(x) en -arccos(x) zijn gelijk op een constante term na.
Dat verklaart veel.
Euhm, ik had voor deze een ingewikkeldere oplossing door u gelijk aan de wortel te stellen. Jouw oplossing is eleganter!
Dank je. Het is fijn om zoiets te horen van een echte integraalmeester.
Geloof niet alles wat je leest.


Heb jij verstand van PHP? Word Technicus en help mee om Wetenschapsforum nog beter te maken!

Gebruikersavatar
Berichten: 6.905

Re: [wiskunde] integreren door substitutie

Dank je. Het is fijn om zoiets te horen van een echte integraalmeester.
Niet overdrijven hoor. Ik moet nog wel wat wsf gebruikers voor mij laten gaan ;)
Het vel van de beer kunnen verkopen vraagt moeite tenzij deze dood voor je neervalt. Die kans is echter klein dus moeten we zelf moeite doen.

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: [wiskunde] integreren door substitutie

Dat verklaart veel.
Bijna alles, wellicht? Ik denk dat je er dan ongeveer bent, alleen nog even het teken nagaan.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Reageer