Eenvoudige integraal... wat is fout in mijn redenering?

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Berichten: 34

Eenvoudige integraal... wat is fout in mijn redenering?

Goeiemorgen iedereen,

Ik zit hier met een integraal in mijn cursus :
\( \int \frac {x^2}{(a^2+x^2)^2} dx \)
In de cursus lossen ze deze verder op met behulp van partiële integratie, maar ik dacht dat het eenvoudiger

was om de wortel te nemen van beide leden zodat je dit bekomt:
\( \int \frac {x}{(a^2+x^2)} dx\)
Vervolgens neem ik de x bij de dx zodat ik dx^2 bekom, gecompenseerd met 1/2 voor de integraal.
\( \frac{1}{2} \int \frac {x}{(a^2+x^2)} dx^2\)
Nu voeg ik een constante toe aan de dx^2, deze hoeft niet gecompenseerd te worden omdat het namelijk een constante is...
\( \frac{1}{2} \int \frac {x}{(a^2+x^2)} d(x^2+a^2)\)
Nu heb ik een basisintegraal die ik gemakkelijk kan oplossen & het volgende bekom :
\( ln|a^2+x^2| + c \)
Dit lijkt mij in mijn ogen een correcte werkwijze, maar blijkbaar moet ik ditdit bekomen volgens wolfram alpha...

Iemand die me op mijn fout kan duiden?

Gebruikersavatar
Berichten: 10.179

Re: Eenvoudige integraal... wat is fout in mijn redenering?

Waarom zou je ongestraft een wortel mogen nemen? Om de integraal van x² te bepalen, zeg je toch ook niet "Ik neem de wortel, dan heb ik nog (integraal van x) te bepalen, wat x²/2 is, dus de integraal van x² is x²/2"?
Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.

Berichten: 132

Re: Eenvoudige integraal... wat is fout in mijn redenering?

de eerste stap, de wortel nemen mag niet, dit mag je doen aan 'beide kanten van een vergelijking' bijv bij x^2= 1/(x+a)^2 maar niet hier, dit is namelijk een formule en geen vergelijking.

edit: ik zie dat drieske dit ook al beantwoord heeft.

Berichten: 34

Re: Eenvoudige integraal... wat is fout in mijn redenering?

Waarom zou je ongestraft een wortel mogen nemen? Om de integraal van x² te bepalen, zeg je toch ook niet "Ik neem de wortel, dan heb ik nog (integraal van x) te bepalen, wat x²/2 is, dus de integraal van x² is x²/2"?
Ik had zo'n gevoel dat daar het probleem ging zitten... Ik dacht als ik de wortel zou nemen van beide delen van m'n breuk, de verhouding gelijk zou blijven, maar da's dus een foute redenering, aangezien je de wortels niet kunt 'schrappen' ten opzichte van elkaar.

Ik zal wat met het toevoegen van een product in teller en noemer in m'n hoofd gezeten hebben? :)

Bedankt voor je hulp Drieske!

Gebruikersavatar
Berichten: 10.179

Re: Eenvoudige integraal... wat is fout in mijn redenering?

Ik denk inderdaad dat daar je fout een beetje lag. Het is wel een klassieke fout hoor. Veel mensen hebben ook de neiging om 9/16 te vereenvoudigen naar 3/4. Wat uiteraard ook niet klopt :) .
Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.

Berichten: 34

Re: Eenvoudige integraal... wat is fout in mijn redenering?

Om nog even verder te gaan op de correcte oplossing dan...

De correcte stap:
\( \frac{1}{2} \int \frac {x}{(a^2+x^2)^2} xdx\)
\( \frac{1}{2} \int \frac {x}{(a^2+x^2)^2} d(x^2+a^2)\)
\( \frac{1}{2} \int \frac {x}{(a^2+x^2)^2} d(x^2+a^2)\)
Nu delen ze de integratieconstante door de noemer van de breuk en bekomen ze:
\( \frac{1}{2} \int x d(\frac{1}{x^2 +a^2})\)
Daarna passen ze de partiële integratie toe, de rest van de uitwerking snap ik volledig, maar ik zie niet in hoe je je integratieconstante mag delen door je integrandum... Als je een term in je integratieconstante wilt brengen, moet je deze toch integreren?

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Eenvoudige integraal... wat is fout in mijn redenering?

Dat doe je ook niet.

Wat is:
\(\int\frac 1 {u^2}du\)

Berichten: 34

Re: Eenvoudige integraal... wat is fout in mijn redenering?

Safe schreef:Dat doe je ook niet.

Wat is:
\(\int\frac 1 {u^2}du\)
\(\int\frac 1 {u^2}du = \int - \frac {1} {u^1} \)
Ik zie nog steeds niet in hoe de stap wordt gemaakt.

Bedoel je dat de uitwerking die in bericht#6 staat foutief is Safe?

Gebruikersavatar
Berichten: 10.179

Re: Eenvoudige integraal... wat is fout in mijn redenering?

\(\int\frac 1 {u^2}du = \int - \frac {1} {u^1} \)
Wat je hiermee bedoelt, is mij vreemd...

De uitwerking klopt; wat Safe bedoelt, is dat er geldt:
\(\int\frac{1}{u^2}du = \int ... d\left(\frac{1}{u}\right).\)
1) Kun je aanvullen?

2) Zie je het verband met jouw uitwerking?
Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Eenvoudige integraal... wat is fout in mijn redenering?

\(\int\frac 1 {u^2}du = - \frac {1} {u^1} \)
Als je nu voor u, x²+a² invult ...

Er ontbreekt wel een negatief-teken.

Berichten: 34

Re: Eenvoudige integraal... wat is fout in mijn redenering?

[quote='Drieske' post='708461' date='29 December 2011, 13:30']Wat je hiermee bedoelt, is mij vreemd...

De uitwerking klopt; wat Safe bedoelt, is dat er geldt:
\(\int\frac{1}{u^2}du = \int ... d\left(\frac{1}{u}\right).\)
Om letterlijk mijn gedachtegang te zeggen: om u ^-2 in mijn integratieconstante te stoppen, moet ik deze integreren. Dan wordt mijn integratieconstante d(u^-1), maar omdat deze afgeleid, -u ^-2 geeft, moet ik dit compenseren door een negatief-teken toe te voegen.

Dan bekom ik in principe:
\(\int\frac{1}{u^2}du = - \int 1 d\left(\frac{1}{u}\right).\)
Als ik deze gedachte doortrek naar die van mijn functie, waarbij u = x^2+a^2 , met integratiecte d(x^2+a^2). Wil dit dan zeggen dat als ik

1/(x^2 + a^2) erin breng(erin integreer), dat de vorige waarde die in de integratiecte zit, volledig vervangen wordt door de term die je erin integreert?

In elk geval, enorm bedankt voor jullie moeite & tijd!

Is het niet mogelijk om hier posts te bewerken? Of moet er even gewacht worden voor edit mogelijk wordt?

Gebruikersavatar
Berichten: 10.179

Re: Eenvoudige integraal... wat is fout in mijn redenering?

1) Ik heb slordig geweest en de '\int' vergeten te verwijderen uite de LaTeX code.
Okee, dat verklaart veel :) .
Ik voel dat ik de omvorming van de integratiecte nog niet helemaal onder de knie heb...
\(\int\frac{1}{u^2}du = \int ... d\left(\frac{1}{u}\right).\)
Om letterlijk mijn gedachtegang te zeggen: om u ^-2 in mijn integratieconstante te stoppen, moet ik deze integreren. Dan wordt mijn integratieconstante d(u^-1), maar omdat deze afgeleid, -u ^-2 geeft, moet ik dit compenseren door een negatief-teken toe te voegen.

Dan bekom ik in principe:
\(\int\frac{1}{u^2}du = - \int 1 d\left(\frac{1}{u}\right).\)
Dat klopt volledig :) . Kun je nu niet gewoon u vervangen door eender wat en hetzelfde besluit trekken?
Is het niet mogelijk om hier posts te bewerken? Of moet er even gewacht worden voor edit mogelijk wordt?
Voor een post te bewerken, heb je als gewone gebruiker 15 minuten. Omdat de fout echter tijdens de 'discussie' erna nog aan bod komt, en wordt verbeterd, laat ik ze voor deze keer gewoon staan :) .
Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.

Berichten: 34

Re: Eenvoudige integraal... wat is fout in mijn redenering?

Drieske schreef:Okee, dat verklaart veel :P .

Dat klopt volledig :) . Kun je nu niet gewoon u vervangen door eender wat en hetzelfde besluit trekken?

Voor een post te bewerken, heb je als gewone gebruiker 15 minuten. Omdat de fout echter tijdens de 'discussie' erna nog aan bod komt, en wordt verbeterd, laat ik ze voor deze keer gewoon staan :) .
Stap1:
\( \frac{1}{2} \int \frac {x}{(a^2+x^2)^2} xdx\)
Stap2:
\( \frac{1}{2} \int \frac {x}{(a^2+x^2)^2} d(x^2+a^2)\)
Stap3:
\( \frac{1}{2} \int x d(\frac{1}{x^2 +a^2})\)
Als de nieuwe term die je naar de integratieconstante integreert, de bestaande constante volledig vervangt, waarom wordt dan in stap 2 a^2 toegevoegd aan de integratieconstante? Ik vermoed dat dat niet klopt, want dan kun je in principe je hele integrandum in je integratieconstante stoppen :)

Gebruikersavatar
Berichten: 1.069

Re: Eenvoudige integraal... wat is fout in mijn redenering?

Brecht.A schreef:Stap1:
\( \frac{1}{2} \int \frac {x}{(a^2+x^2)^2} xdx\)
Stap2:
\( \frac{1}{2} \int \frac {x}{(a^2+x^2)^2} d(x^2+a^2)\)
Stap3:
\( \frac{1}{2} \int x d(\frac{1}{x^2 +a^2})\)


Als de nieuwe term die je naar de integratieconstante integreert, de bestaande constante volledig vervangt, waarom wordt dan in stap 2 a^2 toegevoegd aan de integratieconstante? Ik vermoed dat dat niet klopt, want dan kun je in principe je hele integrandum in je integratieconstante stoppen :)


Wat is (jouw) definitie van de integratieconstante? (Die heeft hier eigenlijk niets mee te maken)

Omdat
\(d(a^2)=0\)
zal er door die constante er bij te zetten niets veranderen ...

Berichten: 34

Re: Eenvoudige integraal... wat is fout in mijn redenering?

Siron schreef:Wat is (jouw) definitie van de integratieconstante? (Die heeft hier eigenlijk niets mee te maken)

Omdat
\(d(a^2)=0\)
zal er door die constante er bij te zetten niets veranderen ...


Akkoord, ik doel op de dx, de integratieconstante is de term die bij het onbepaald integreren bekomen wordt na de integratie.

Ik weet dat die a^2 in de dx de integraal niet wijzigt, maar enig idee waarom ie dan toegevoegd wordt?

Reageer