de integraal van een tan-functie

Moderators: dirkwb, Xilvo

Forumregels
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter
Berichten: 244

de integraal van een tan-functie

Hallo,

Ik beheers de wiskundecodes nog niet, dus ik heb het nog maar even met paint gedaan. Zie dus de afbeelding voor mijn probleem.

Afbeelding

De integraal heb ik op die manier dus bepaald, maar toch klopt deze niet. Waar heb ik eigenlijk een fout gemaakt, want ik zie hem niet :roll:

Alvast bedankt

EDIT sin2(blokje) moet sin^2(blokje) zijn , voor het '='teken, onder 'gebruikt:'

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: de integraal van een tan-functie

Het probleem zit in die vereenvoudiging van je breuk, waar je deze opeens weglaat: dat klopt niet (let op de tekens!).

Gebruik het feit dat sin²a+cos²a = 1 om die breuk te vereenvoudigen (splitsen).
\(\int {2\tan ^2 \left( {1 - 3u} \right)} du = \int {2\frac{{\sin ^2 \left( {1 - 3u} \right)}}{{\cos ^2 \left( {1 - 3u} \right)}}} du = 2\int {\frac{{1 - \cos ^2 \left( {1 - 3u} \right)}}{{\cos ^2 \left( {1 - 3u} \right)}}} du = 2\int {\frac{1}{{\cos ^2 \left( {1 - 3u} \right)}}} du - 2\int {du} \)
Je eerste integrand is nu bijna de afgeleide van de tangens en de laatste is eenvoudig:
\(2\int {\frac{1}{{\cos ^2 \left( {1 - 3u} \right)}}} du - 2\int {du} = - \frac{2}{3}\int {\frac{1}{{\cos ^2 \left( {1 - 3u} \right)}}} d\left( {1 - 3u} \right) - 2\int {du} = - \frac{2}{3}\tan \left( {1 - 3u} \right) - 2u + C\)

Berichten: 244

Re: de integraal van een tan-functie

Haha, wilde net het topic wijzigen omdat ik de fout ook net inzag. Je uitleg snap ik wel, maar ik zit pas in 6 atheneum en daar behoort breuksplitsing nog niet tot de stof. Dit is echter wel een integraal die we moeten kunnen maken, dus is er misschien een andere manier om op het antwoord te komen?

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: de integraal van een tan-functie

Ik heb geen echte breuksplitsing toegepast (breuk splitsen door ontbinding van noemer en dan de onbepaalde coëfficiënten zoeken) maar gewoon gebruik gemaakt van het feit dat (a+b)/c = a/c + b/c om de breuk in twee delen te schrijven.
\(\frac{{\sin ^2 \left( {1 - 3u} \right)}}{{\cos ^2 \left( {1 - 3u} \right)}} = \frac{{1 - \cos ^2 \left( {1 - 3u} \right)}}{{\cos ^2 \left( {1 - 3u} \right)}} = \frac{1}{{\cos ^2 \left( {1 - 3u} \right)}} - \frac{{\cos ^2 \left( {1 - 3u} \right)}}{{\cos ^2 \left( {1 - 3u} \right)}} = \frac{1}{{\cos ^2 \left( {1 - 3u} \right)}} - 1\)

Berichten: 244

Re: de integraal van een tan-functie

En waarom is dit antwoord gelijk aan:
\( \frac{2}{3}\tan \left( {3u - 1} \right) - 2u + C \)

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: de integraal van een tan-functie

flamey schreef:En waarom is dit antwoord gelijk aan:
\( \frac{2}{3}\tan \left( {3u - 1} \right) - 2u + C \)
Dat staat toch al in m'n eerste reply? We hadden dus
\(2\int {\frac{1}{{\cos ^2 \left( {1 - 3u} \right)}} - 1} du = 2\int {\frac{1}{{\cos ^2 \left( {1 - 3u} \right)}}} du - 2\int {du} \)
Die tweede integraal is nu duidelijk -2u, de eerste integraal is een 1/cos² en dat is de afgeleide van een tangens. Alleen staat er geen u, maar 1-3u. Je pas dan je du aan zoals ik deed of je doet het met een substitutie.

Berichten: 244

Re: de integraal van een tan-functie

Misschien zal ik duidelijker moeten zijn:

waarom geldt het volgende
\(- \frac{2}{3}\tan \left( {1 - 3u} \right) - 2u + C = \frac{2}{3}\tan \left( {3u - 1} \right) - 2u + C \)

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: de integraal van een tan-functie

Omdat voor de tangens (net als voor de sinus) geldt: -tan(x) = tan(-x).

Berichten: 244

Re: de integraal van een tan-functie

ok hartstikke bedankt voor de hulp, sorry voor die laatste vraag. Die was inderdaad best wel voor de hand liggend.

Dit is misschien wel offtopic, maar weet je toevallig hoe je de oppervlakte van een parameterkromme kan berekenen?

Gebruikersavatar
Berichten: 824

Re: de integraal van een tan-functie

flamey schreef:ok hartstikke bedankt voor de hulp, sorry voor die laatste vraag. Die was inderdaad best wel voor de hand liggend.  

Dit is misschien wel offtopic, maar weet je toevallig hoe je de oppervlakte van een parameterkromme kan berekenen?
Probeer eens met y²=2px. Dit is een typisch voorbeeld. Laat ons eens zien hoe ver je komt :roll:

Berichten: 244

Re: de integraal van een tan-functie

huh een parameterkromme is toch dat op een (x,y)-assenstelsel een verband wordt gelegd tussen een x(t) en een een y(t). Dat zie ik niet terug in jouw formule? Of zie ik iets fout? :roll:

Gebruikersavatar
Berichten: 824

Re: de integraal van een tan-functie

huh een parameterkromme is toch dat op een (x,y)-assenstelsel een verband wordt gelegd tussen een x(t) en een een y(t). Dat zie ik niet terug in jouw formule? Of zie ik iets fout? :roll:


In mijn voorbeeld is p de parameter.

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: de integraal van een tan-functie

huh een parameterkromme is toch dat op een (x,y)-assenstelsel een verband wordt gelegd tussen een x(t) en een een y(t). Dat zie ik niet terug in jouw formule? Of zie ik iets fout? :roll:
Dat kan bijvoorbeeld met de formule
\(\frac{1}{2}\int\limits_a^b {xdy - ydx} \)
Hierin kies je a en b zodanig dat de kromme precies één keer in de positieve zin doorlopen wordt.

In het huiswerk-forum is er een centrale topic over integralen, daar vind je dit ook terug (volgens mij ook met een uitgewerkt voorbeeld, je moet maar even zoeken).

Berichten: 244

Re: de integraal van een tan-functie

Ik zou zeggen zo:Afbeelding

Ik weet niet of dit klopt, want die notatie voor een parameterkromme van jou heb ik nog nooit gezien.

Maar ik bedoel parameterkrommes zoals:

x(t)= 2cos 4t

y(t)= 4sin 3t

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: de integraal van een tan-functie

flamey schreef:Maar ik bedoel parameterkrommes zoals:

x(t)= 2cos 4t

y(t)= 4sin 3t
Heb je het over mijn formule? Die kan je hierop toepassen.

Maar heb je het gebied al geschetst? Waarvan wil je precies de oppervlakte?

Reageer