Bepaalde Integraal

Moderators: dirkwb, Xilvo

Forumregels
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter
Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 3.330

Bepaalde Integraal

Toon aan:
\(\int_0^1\frac{x^n-1}{\ln{x}} dx=\ln{(n+1)} \mbox{waarbij} \ni\nnn\)
Volgens mijn verstand kan er niets bestaan en toch bestaat dit alles?

Re: Bepaalde Integraal

Substitutie van
\(x = e^{-t}\)
geeft
\(\int_0^1\frac{x^n-1}{\ln{x}}dx = \int_{0}^{\infty}\frac{e^{-t} - e^{-(n+1)t}}{t}dt\)
De integrand is begrensd op \((0,\infty)\).

Bekijk nu voor x>0
\(F(x) = \int_{0}^{\infty}\frac{e^{-t} - e^{-xt}}{t}dt\)
Dan is
\(F'(x) = \int_{0}^{\infty}\frac{te^{-xt}}{t}dx = -\frac{e^{-xt}}{x} |_{0}^{\infty} = \frac{1}{x}\)
Dan is
\(F(x) = \ln(x) + C\)
Daar F(1) = 0 is C = 0 en
\(\int_0^1\frac{x^n-1}{\ln{x}}dx = \ln(n+1)\)

Gebruikersavatar
Berichten: 3.330

Re: Bepaalde Integraal

Ik heb die integraal ergens opgemerkt. Ik vond de oplossing elegant daarom heb ik hem gesteld om te kijken als iemand hem vond en ik meen dat PeterPan een manier van oplossen gevonden heeft. Men kan het ook zo doen:
\(\Phi(\alpha)=\int_0^1\frac{x^{\alpha}-1}{\ln{x}} dx\)
Leidt nu af naar
\(\alpha\)
met Leibnitz:
\(\Phi '(\alpha)=\int_0^1\frac{x^{\alpha}\ln{x}}{\ln{x}} dx=\frac{1}{\alpha+1}\)
\(\Phi(\alpha)=\ln({\alpha+1})\)
Hier
\(\alpha=n \mbox{geeft gevraagde}\)
Volgens mijn verstand kan er niets bestaan en toch bestaat dit alles?

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Bepaalde Integraal

Mooi, die oplossing heb je zelf gevonden of die stond erbij?
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 3.330

Re: Bepaalde Integraal

Zo slim ben ik niet.
Volgens mijn verstand kan er niets bestaan en toch bestaat dit alles?

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Bepaalde Integraal

Ik had je hier ooit al eens zien vragen over die regel van Leibniz, het had toch gekund :)
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 3.330

Re: Bepaalde Integraal

Natuurlijk de uitleg die erbij stond was summier, ik heb er wel de rest bijgevoegd.
Volgens mijn verstand kan er niets bestaan en toch bestaat dit alles?

Re: Bepaalde Integraal

Volgens mij is je bewijs niet correct.

Je hebt bewezen dat
\(\Phi(\alpha)=\ln({\alpha+1}) + C\)
Essentieel is dat je nu nog moet aantonen dat C = 0 (wat niet vanzelfsprekend is).

Gebruikersavatar
Berichten: 7.556

Re: Bepaalde Integraal

Maar uit
\(\Phi(\alpha)=\int_0^1\frac{x^{\alpha}-1}{\ln{x}} dx\)
volgt toch dat
\(\Phi(0)=\int_0^1 0 dx=0\)
dus omdat
\(\Phi(\alpha)=\ln({\alpha+1}) + C\Rightarrow\)
\(\Phi(0)=\ln({0+1}) + C=0\)
Oftewel C=0.

Right?

Gebruikersavatar
Berichten: 3.330

Re: Bepaalde Integraal

PeterPan heeft gelijk, ik hoop dat hij tevreden is met de uitleg van Phys.
Volgens mijn verstand kan er niets bestaan en toch bestaat dit alles?

Re: Bepaalde Integraal

Ja, triviaal inderdaad.

Reageer