[wiskunde] hoe beginnen aan deze goniometrische integraal?

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 6

[wiskunde] hoe beginnen aan deze goniometrische integraal?

Hey,

Weet iemand hoe ik zou moeten beginnen aan deze integraal, het is voor mijn eindwerk over Splitsen in partielbreuken.

S [ dx / (sin(x)+cos(x)-1) ]

Mvg,

ProfJonasBatjoens ;)

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: [wiskunde] hoe beginnen aan deze goniometrische integraal?

Welkom op het forum Huiswerk en Practica.

Jij wilt vlot hulp. Dat is alleen goed mogelijk als je daar zelf wat voor doet.

Naast de algemene regels van dit forum hebben we voor dit huiswerkforum een paar speciale regels en tips.

Die vind je in de huiswerkbijsluiter

In die huiswerkbijsluiter staat bijvoorbeeld:

Quote[td] [color="#808080"][b][u]VAKGEBIED-TAGS[/u][/b] [i]Plaats het vakgebied waarop je vraag betrekking heeft tussen rechte haken in de titel. bijv: [biologie] of [frans]. Zo blijft dit huiswerkforum overzichtelijk.[/i] [/color] [/td]
Hebben we even voor je gedaan. Denk je er de volgende keer zelf aan?[/color]
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: [wiskunde] hoe beginnen aan deze goniometrische integraal?

Voor dit soort integralen heb je typisch de substitutie t = tan(x/2), ook wel "t-formules" genoemd (zie bijvoorbeeld hier). Heb je die gezien? Daarna krijg je een integraal waar splitsen in partieelbreuken mogelijk is.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 6

Re: [wiskunde] hoe beginnen aan deze goniometrische integraal?

Voor dit soort integralen heb je typisch de substitutie t = tan(x/2), ook wel "t-formules" genoemd (zie bijvoorbeeld hier). Heb je die gezien? Daarna krijg je een integraal waar splitsen in partieelbreuken mogelijk is.
Thx,

Zal even proberen met t-formules.

Gebruikersavatar
Berichten: 6

Re: [wiskunde] hoe beginnen aan deze goniometrische integraal?

Voor dit soort integralen heb je typisch de substitutie t = tan(x/2), ook wel "t-formules" genoemd (zie bijvoorbeeld hier). Heb je die gezien? Daarna krijg je een integraal waar splitsen in partieelbreuken mogelijk is.
De uitkomst moet dit zijn: 1/4.ln|sin(x)/(cos(x)-sin(x)+1)|+C

Ik kom er niet met t-formules...

Berichten: 8.614

Re: [wiskunde] hoe beginnen aan deze goniometrische integraal?

Het gaat dus om deze integraal:
\(I = \int \frac{\mbox{d}x}{\sin(x) + \cos(x) - 1}\)
Om te beginnen kun je - zoals TD al zei -
\(\sin(x)\)
en
\(\cos(x)\)
uitdrukken in
\(\tan\left(\frac{x}{2}\right)\)
:
\(I = \int \frac{\mbox{d}x}{\dfrac{2\tan\left(\frac{x}{2}\right)}{1+\tan^2\left(\frac{x}{2}\right)} + \dfrac{1-\tan^2\left(\frac{x}{2}\right)} {1+\tan^2\left(\frac{x}{2}\right)} - 1}\)
Nu kun je de substitutie
\(t = \tan\left(\frac{x}{2}\right)\)
invoeren, zoals TD suggereerde, maar vergeet niet ook de
\(\mbox{d}x\)
om te werken (ik vermoed dat het daar misgegaan zal zijn)!
Geloof niet alles wat je leest.


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

Gebruikersavatar
Berichten: 7.556

Re: [wiskunde] hoe beginnen aan deze goniometrische integraal?

Zie ook hier voor een klein pdf'je over de substitutie t=tan(x/2).
Never express yourself more clearly than you think.

- Niels Bohr -

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: [wiskunde] hoe beginnen aan deze goniometrische integraal?

ProfJonasBatjoens schreef:De uitkomst moet dit zijn: 1/4.ln|sin(x)/(cos(x)-sin(x)+1)|+C

Ik kom er niet met t-formules...
Laat eens zien wat je geprobeerd hebt (misschien vind ik een fout), of waar je vast zit (dan help ik verder)...
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 6

Re: [wiskunde] hoe beginnen aan deze goniometrische integraal?

Laat eens zien wat je geprobeerd hebt (misschien vind ik een fout), of waar je vast zit (dan help ik verder)...
\(I = \int\frac{dx}{\sin(x) + \cos(x) -1}\)
t = tan(x/2)

x = 2Bgtan(t)

dx = 2dt / 1 +t^2
\(I = \int\frac{dt}{\t-t^2}\)
\(=\int\frac{dt}{\-(t-1/2)^2-1/4}\)
\(=\int\frac{dt}{\-(t-1/2)^2-(1/2)^2}\)
ik denk dat ik daar al fout ben...

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: [wiskunde] hoe beginnen aan deze goniometrische integraal?

Ik heb je code wat opgepoetst en latex-tags ingevoegd, maar het is nog altijd niet heel duidelijk wat je bedoelt.

Je vervangt gewoon:

dx door 2dt/(1+t²)

sin(x) door 2t/(1+t²)

cos(x) door (1-t²)/(1+t²)

En dan zorgvuldig vereenvoudigen.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 6

Re: [wiskunde] hoe beginnen aan deze goniometrische integraal?

TD schreef:Ik heb je code wat opgepoetst en latex-tags ingevoegd, maar het is nog altijd niet heel duidelijk wat je bedoelt.

Je vervangt gewoon:

dx door 2dt/(1+t²)

sin(x) door 2t/(1+t²)

cos(x) door (1-t²)/(1+t²)

En dan zorgvuldig vereenvoudigen.
Je zult zien dat je na een tijd aan volgende integraal komt:

I = S [ dt / (-t^2 + t) ]

Maar hier weet ik nie hoe ik verder moet door breuksplitsing.... ;)

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: [wiskunde] hoe beginnen aan deze goniometrische integraal?

Weet je hoe breuksplitsen werkt?
\(\frac{1}{t-t^2} = \frac{1}{t \left(1-t\right) } = \frac{A}{t} + \frac{B}{1-t}\)
Je moet nu A en B bepalen. Zie hier voor uitleg en voorbeelden.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 6

Re: [wiskunde] hoe beginnen aan deze goniometrische integraal?

TD schreef:Weet je hoe breuksplitsen werkt?
\(\frac{1}{t-t^2} = \frac{1}{t \left(1-t\right) } = \frac{A}{t} + \frac{B}{1-t}\)
Kan het dat A en B allebei 1 zijn? ;)
Dan nog zie ik ons niet tot de oplossing:

1/4 ln | sin(x) / (cos(x)-sin(x)+1) | + C

komen .... ?? :P

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: [wiskunde] hoe beginnen aan deze goniometrische integraal?

Kan het dat A en B allebei 1 zijn? ;)
Ziet er goed uit. Bepaal dan verder de integraal in t en ga dan terug over naar x.

Laat eventueel je uitwerking hier zien, als je niet tot de juiste oplossing geraakt...
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Reageer