[wiskunde] toepassingen op integralen

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Berichten: 8.614

[wiskunde] toepassingen op integralen

Opgave:

Bereken de oppervlakte van het deel van het vlak begrensd door de krommen met vergelijking
\(\frac{1}{x^2}\)
en
\(x = 1\)
.[/i]

Ik zit hier met een interpretatieprobleem:

<!--graphstart--><script type="text/javascript">graph(-10,10,-2,10,300,300,600,600,'1/x^2')</script><!--graphend-->

(de verticale
\(x = 1\)
kan ik niet tekenen)

Allereerst vroeg ik me af of het correcte antwoord gegeven wordt door
\(\int_{-\infty}^1 \left|\frac{\mbox{d}x}{x^2}\right|\)
of door
\(\int_1^{+\infty} \left|\frac{\mbox{d}x}{x^2}\right|\)
. Uit beide integralen rolt echter 1 en dat brengt me bij mijn volgende probleem: hoe is het namelijk mogelijk dat beide integralen dezelfde uitkomst hebben, terwijl ik intuïtief zou zeggen (zie ook de tekening) dat de oppervlakte begrensd door de eerste integraal veel groter is?
Geloof niet alles wat je leest.


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

Berichten: 194

Re: [wiskunde] toepassingen op integralen

Er is maar één van de twee eindig.

Voor de eerste zou je van -oo naar -epsilon en dan van +epsilon naar 1 moeten integreren en dan epsilon naar 0 laten gaan...

Berichten: 8.614

Re: [wiskunde] toepassingen op integralen

Ik dacht al dat het probleem bij de eerste zou zitten. Ik zie wat je bedoeld, maar waarom dien je die eerste integraal zo uit te werken?
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] toepassingen op integralen

Ik dacht al dat het probleem bij de eerste zou zitten. Ik zie wat je bedoelt, maar waarom dien je die eerste integraal zo uit te werken?
Op die manier is een oneigenlijke integraal (in het geval van zo'n nulpunt in de noemer, waar de functie niet bestaat) gedefinieerd. Je eerste integraal convergeert niet, daar komt dus niet 1 uit. Uit de tweede wel, dat zal wellicht de bedoeling van de opgave zijn.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 8.614

Re: [wiskunde] toepassingen op integralen

Duidelijk, bedankt voor de verhelderende uitleg en het schaamtemoment van de dag.
Geloof niet alles wat je leest.


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

Berichten: 194

Re: [wiskunde] toepassingen op integralen

De hoofdstelling van de integraalrekening gaat over continue functies; in 0 is 1/x^2 niet continu.

(Onnauwkeurig geformuleerd : als je die integraal niet opsplitst in ]-oo,0] en [0,1]

heb je gerekend alsof (-1/0) - (-1/0) = 0, terwijl je

(de rechterlimiet van -1/x in 0) - (de linkerlimiet van -1/x in 0) nodig had,

dus +oo - (-oo) en dat is niet 0.).

(Edit : TD was me al voor.)

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: [wiskunde] toepassingen op integralen

Op deze pagina vind je wat meer uitleg en duiding bij de definitie(s) van oneigenlijke integralen. Zo zal de integraal van 1/x op een interval dat 0 bevat niet convergeren, terwijl je intuïtief misschien zou verwachten dat de integraal 0 is wanneer je integreert over een symmetrisch interval rond 0 (immers "gelijke maar tegengestelde" oppervlaktes). De reden zit dus gewoonweg in de definitie.

Verborgen inhoud
Ik heb het schaamrood maar weggehaald, het was niet de bedoeling je wangen rood te doen kleuren ;)
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 8.614

Re: [wiskunde] toepassingen op integralen

Beiden nogmaals bedankt, het zat hem dus in de definities en helaas hebben we oneigenlijke integralen in de les nogal stiefmoederlijk behandeld (m.i. onterecht, want het zijn de parels onder de integralen) waardoor je met dit soort onnauwkeurigheden te maken krijgt.
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] toepassingen op integralen

Het is typisch iets dat (afhankelijk van hoe snel het in de les vooruit gegaan is...) net wel of net niet meer aan bod komt, omdat het behoorlijk op het einde van integralen komt natuurlijk. Dan heb je het gevaar dat het misschien wat te snel gegeven werd of niet zo zorgvuldig werd ingevoerd.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Reageer