Domande sugli integrali

myriam.92
Bonsoir, ho ripreso la parte teorica degli integrali, coi relativi es. svolti a titolo di esempio...ma mi son sorti dei dubbi in alcuni passaggi:
$inte^xsenx(dx)$ nell'integrarlo per parti non capisco perchè giunti qui:
$int senxe^x(dx)=senxe^x-cosxe^x int senx e^x(dx)$
=$ 2 int senxe^x(dx)=senxe^x-cosxe^x+c$ salta fuori due, e il contenuto dell'integrale sparisce?

Poi in uno con le sostituzioni:
$int cos sqrtx (dx)$ in cui $sqrtx=t$ perchè, ad un certo punto:
$2 int tcost(dt)$
=$2(tsent+cost)$ stiamo integrando per parti ok, ma che c'entra $cost$? sempre se, a quanto ho capito il $sent$ è integrazione di $cost$........
spero di essere stata chiara, non sono molto pratica nemmeno con ste nuove formule :?

Risposte
axpgn
"Myriam92":
Nel senso, nonimmaginavo potesse essere lecito..

Questo è un argomento delicato ... quei $dx, dt, ...$ in verità sarebbero solo dei simboli non dei "numeri" e quindi non sarebbe lecito trattarli come tali però alcune cose si possono fare (perché esistono teoremi che permettono di stabilire per esempio l'equivalenza tra le uguaglianze che ho scritto); non saprei dirti esattamente quali però non sono tante ... facendo esercizi diventeranno più naturali ...

"Myriam92":
Vorrei sapere se $ int x/(2-x) $ lo possiamo scomporre come.$ int x * int 1/(2-x) $

No, non puoi ... l'integrale è "lineare" (nel senso che $int (a+b)=int a +int b$ ma non "quello" ... (d'altra parte prova a calcolarli e vedrai che sono diversi)

-/-

axpgn
Le funzioni sarebbero $g(x)=-2x$ e $f(x)=-e^x+1$ ?

Beh, per la parte di sinistra basta fare $(2*4)/2=4$ ... :-D

Per l'altra hai $int 1-e^x\ \ dx= int 1\ \ dx - int e^x\ \ dx =x-e^x$

Sostituendo i valori degli estremi abbiamo $2-e^2-0+1=3-e^2$, e sommando l'altra parte abbiamo in totale $7-e^2$

myriam.92
"axpgn":
Le funzioni sarebbero $g(x)=-2x$ e $f(x)=-e^x+1$ ?

Beh, per la parte di sinistra basta fare $(2*4)/2=4$ ... :-D

Per l'altra hai $int 1-e^x\ \ dx= int 1\ \ dx - int e^x\ \ dx =x-e^x$

Sostituendo i valori degli estremi abbiamo $2-e^2-0+1=3-e^2$, e sommando l'altra parte abbiamo in totale $7-e^2$

Perché risulta 4 e non -4? C'entra qualcosa col quadrante con semiasse negativo?
Cosa sono$ -0+1$? Che estremi!?

$ int x/(2-x) $ questo allora come lo risolviamo? Somma di che, se è tutto prodotto!? :(


$ (x+1)/(x+1/2)^2= A/(x-1/2)+B/(x+1/2)^2 $ torno a questo, e ti ripeto che secondo me visto che la equazione originaria al denominatore di questo $ int(3x+3)/(4x^2-4x+1) \dx\ $ ha delta zero, quindi risultato doppio, va elevato al quadrato SEMPRE Nel denominatore delle frazioni qui sopra... Quindi anche nella seconda!! Ma.invece perché non è così!? Scusa se continuo a non capire...... :(

axpgn
Allora .. sempre in modo informale (premessa necessaria se no mi picchiano ... :D ), un integrale definito ti dà il valore dell'area compresa tra la curva (la funzione) in esame e l'asse delle ascisse e i due valori degli estremi $x_a=a$ e $x_b=b$ ... peccato che ciò non sia esatto ... nel senso che l'integrale definito ti dà la somma algebrica delle aree, considerando positiva quella "sopra" l'asse delle $x$ ma negativa quella "sotto" ... perciò se la "figura" di cui vuoi calcolare l'area ha dei "pezzi" anche sotto devi calcolare separatamente gli integrali definiti per i singoli pezzi sopra e per i singoli pezzi sotto e cambiando di segno quest'ultimi, per poi sommarli tutti.
Inoltre gli estremi di integrazione non sono intercambiabili e vale questa regola $int_b^a f(x)= -int_a^b f(x)$

Adesso lo rifaccio ...

Come detto calcolo separatamente le due aree (anche perché son due curve diverse e quindi non potrei comunque fare altrimenti ... :D )

L'area di sinistra:

$int_(-2)^0 -2x = -x^2|_(-2)^0=-(0)^2-(-(-2)^2)=4$

(quest'ultimo passaggio deriva da $F(0)-F(-2)$ dove $F(x)=-x^2$ è la primitiva dell'integranda)
Questo risultato me lo tengo così perché essendo la parte "sopra" è già positivo.

L'area di destra:

$int_0^2 1-e^x = x-e^x|_0^2=2-e^2-(0-e^0)=2-e^2-0+1=3-e^2$
Questo risultato invece, essendo relativo alla parte di "sotto", devo invertirlo di segno (perché negativo e un'area negativa non esiste) quindi l'area di destra vale $e^2-3$.

La somma delle due $1+e^2$ (prima ho sbagliato, sorry ... :oops: )

-/-

axpgn
"Myriam92":
$ int x/(2-x) $ questo allora come lo risolviamo? Somma di che, se è tutto prodotto!? :(


$int x/(2-x) = - int x/(x-2) = - int (x-2+2)/(x-2) = - int (x-2)/(x-2) - int 2/(x-2) = -x -2ln(x-2) $

-/-

axpgn
"Myriam92":
$ (x+1)/(x+1/2)^2= A/(x-1/2)+B/(x+1/2)^2 $ torno a questo, ... continuo a non capire...... :(

È solo un fatto "tecnico", la scomposizione in "fratti semplici" ha delle regole ben precise (quello che ho sintetizzato brutalmente prima e che volendo si possono dimostrare).

Determiniamo $A$ e $B$

$x+1=A(x+1/2)+B\ ->\ 2x+2=2Ax+A+2B$ da cui ${(2=2A),(2=A+2B):}\ ->\ {(A=1),(B=1/2):}$

Quindi $(x+1)/(x+1/2)^2=1/(x+1/2)+1/(2(x+1/2)^2$

Verifichiamo se è vero ...

m.c.m.: $2(x+1/2)^2$

$2x+2=2(x+1/2)+1\ ->\ 2x+2=2x+1+1\ ->\ 2x+2=2x+2$

C.V.D.

myriam.92
"axpgn":
La somma delle due 1+e2 (prima ho sbagliato, sorry ... )

Ehm, hai visto answer in basso alle risposte?( Anche se nn ti vorrei contraddire, in effetti anche questa risposta è tra le.possibili ) . Non capisco perché per la parte sx abbiamo tre segni meno quando penso ne basterebbero due!?

$ int x/(2-x) = - int x/(x-2) = - int (x-2+2)/(x-2) = - int (x-2)/(x-2) - int 2/(x-2) = -x -2ln(x-2) $
Qui il testo originale è $-int - x/(2-x)$ ma va bene lo stesso, no? :oops:

$ {(2=2A),(2=A+2B):}\ ->\ {(A=1),(B=1/2):} $
Perché qui mi hai calcolato a e b? Per dimostrarmi quell'eguaglianza finale? E che ci faccio? :-D io ti credo, ma la domanda mia è un'altra, e finché non capisco perché si fa in quel modo non penso di poter andare molto avanti :? A meno che lo seguo sempre come calcolo standard.... Se so che la soluzione e doppia e coincidente, sotto A metto il valore al quadrato, e sotto B no....Ok? :P
EDIT B=3/2 ;)
EDIT 2 L'ultimA frase la intendevo al contrario

axpgn
"Myriam92":
Ehm, hai visto answer in basso alle risposte?( Anche se nn ti

vorrei contraddire, in effetti anche questa risposta è tra le.possibili )

Eh, sì che le ho viste, purtroppo ... mi sono dimenticato di invertire il segno della parte destra, ho visto che la soluzione era tra quelle possibili e non ho ricontrollato ...
È evidente che la risposta sulla foto è sbagliata (ma dove li hai presi gli esercizi?): se fai i conti il risultato di $7-e^2$ è negativo e l'area di una figura non può mai essere negativa ma ancor più semplicemente se l'area a sx vale $4$ come può il totale essere negativo?

"Myriam92":
Non capisco perché per la parte sx abbiamo tre segni meno quando penso ne basterebbero due!?


Come al mercato? Due etti bastano o facciamo tre? :wink:

Il teorema fondamentale dice $int_b^a f(x) = F(a)-F(b)$ dove $F$ è la primitiva di $f$

Applicandolo al nostro caso abbiamo $f(x)=-2x$, $F(x)=-x^2$, $a=0$ e $b=-2$

Calcoliamo: $F(a)=-(0)^2=0$, $F(b)=-(-2)^2=-4$ e quindi $F(a)-F(b)=0-(-4)=4$

Ok?

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

"Myriam92":
Qui il testo originale è $ -int - x/(2-x) $ ma va bene lo stesso, no?

Yes

-/-

axpgn
"Myriam92":
$ {(2=2A),(2=A+2B):}\ ->\ {(A=1),(B=1/2):} $
Perché qui mi hai calcolato a e b? Per dimostrarmi quell'eguaglianza finale? E che ci faccio? :-D io ti credo, ma la domanda mia è un'altra, e finché non capisco perché si fa in quel modo non penso di poter andare molto avanti :? A meno che lo seguo sempre come calcolo standard.... Se so che la soluzione e doppia e coincidente, sotto A metto il valore al quadrato, e sotto B no....Ok?

Sinceramente ho l'impressione che stiamo parlando di cose diverse ...
Io sto parlando della "scomposizione in fratti semplici" che è il metodo standard (ovvero "che funziona SEMPRE") quando hai un quoziente di polinomi; quando lo usi quello che devi fare è proprio determinare $A, B, C, ...$ e poi proseguire nella risoluzione ...
Quindi non sto capendo a cosa ti riferisci quando parli di "doppia soluzione", "metto il valore al quadrato" e via dicendo ... probabilmente ti stai riferendo a qualche altro percorso che non riesco a recepire ... :D

"Myriam92":
EDIT B=3/2 ;)

No, $B=1/2$ ... altrimenti non sarebbero tornati i conti ... :wink:

myriam.92
$ F(a)-F(b)=0-(-(-2^²))=4 $
Ok penso di essermi fatta convinta...il meno che c'è al centro dovrebbe essere dovuto alla "scomposizione" dell'integrale ..
[Grazie per aver usato il MIO linguaggio :-D ]

$ -int - x/(2-x) $
Io qui ho lasciato il segno meno sempre al numeratore e mi risulta identico al tuo
$ -x -2ln(x-2) $
però coi segni dell'argomento del log invertiti...
$ -x -2ln(2-x) $
Come Può essere? ( Non so se influisce che l'integrale sia definito tra (-1;1), ma nn credo...)



Qui ti sto a spiegare quanto più schematicamente possibile ( spero xD ) il mio dubbio... Guarda tutti i segni a matita che ho fatto...Se una spiegazione non c'è , imparero la formula " in neretto" così come è ;)

axpgn
"Myriam92":

$ -int - x/(2-x) $
Io qui ho lasciato il segno meno sempre al numeratore e mi risulta identico al tuo
$ -x -2ln(x-2) $
però coi segni dell'argomento del log invertiti...
$ -x -2ln(2-x) $
Come Può essere? ( Non so se influisce che l'integrale sia definito tra (-1;1), ma nn credo...)

No, non sono la stessa cosa ... se vuoi, posta i passaggi che casomai vediamo ...

"Myriam92":
Qui ti sto a spiegare quanto più schematicamente possibile ( spero xD ) il mio dubbio... Guarda tutti i segni a matita che ho fatto...Se una spiegazione non c'è , imparero la formula " in neretto" così come è ;)

Il tuo prof ha fatto ESATTAMENTE quello che ho scritto finora ... :D
Il discorso all'inizio sul $Delta=0$, ecc. è solo un metodo per scomporre velocemente il polinomio di secondo grado che sta a denominatore, non c'entra NIENTE con la "scomposizione in fratti semplici" che fa dopo ... se a quel risultato (cioè $(x+p/2)^2$) ci arrivavi con Ruffini o la divisione fra polinomi o qualcos'altro, era proprio la stessa cosa ...
Quella "formula in neretto" è solo un caso della scomposizione in fratti semplici (detta anche "partial fractions"); se non c'è l'hai tra i tuoi libri, vediamo di trovarla ... :wink:

myriam.92

Non so se posso pubblicarlo i link, ma se vedi, sto metodo di cui parli sta scritto nella tabella in basso alla spiegazione, seguita da: esempio di integrazione per fratti semplici . Scompone regolarmente il denominatore in tale esempio come $x^2(x-1)$.. solo che non si sa appunto per quale motivo ( se non per seguire quanto prestabilito dalla soprastante tabella) al momento di effettuare la somma di frazioni, ne mette una con una $x$ in più al denominatore... Perché sto bisogno? E nn semplicemente $A/x^2+B/(x-1)$...
Boh io ci levo mano, la tua dimostrazione me l'hai fatta per cui è così per forza di cose.. L'importante è che nn sbaglio ( :roll: )

$ -int - x/(2-x) $
Riguardo questo, visto che avevo già la $X$ negativa sia al numeratore che al denominatore, il segno l'ho lasciato così come era. Quindi
$- int -x/(2-x)= -int -(2-x)/(2-x)-int-2/(2-x)=[+x+2log|2-x|]$
Niente ho riprovato ma viene esattamente l'opposto...Troppi segni meno, vado in tilt! :?

myriam.92
Ho scritto sopra qualcosa che non va ? :roll:

Cmq svolgendo integrali sorge il.dubbio su quale metodo conviene applicare? Per parti o sostituzione?
$int sqrt x logx$ per esempio se qui decido di derivare log x e integrare la radice come $x^(1/2+1)/(1/2+1)$ è possibile...?

axpgn
"Myriam92":
$ -int - x/(2-x) $ ... Troppi segni meno, vado in tilt! :?

Riproviamo ...
$-int-x/(2-x)=-int(-x)/(2-x)=-int(-2+2-x)/(2-x)=-int(-2)/(2-x)-int(2-x)/(2-x)=$

$=-2int1/(x-2)-int1=-2ln|x-2|-x$

Ok?

axpgn
"Myriam92":
Perché sto bisogno? E nn semplicemente $A/x^2+B/(x-1)$...

Perché altrimenti i conti non tornano!
Esiste un teorema algebrico che dice che sei vuoi scomporre un quoziente di polinomi in "fratti semplici" devi fare in quel modo ...
La cosa importante è che tu abbia capito il metodo e compreso la tabella con i quattro casi ... ok?

"Myriam92":
Cmq svolgendo integrali sorge il.dubbio su quale metodo conviene applicare? Per parti o sostituzione

:lol: ... hai fatto una domanda da niente ... :D ... purtroppo, non è come con le derivate ... qui si devono conoscere più metodi possibili e capire come e quando usarli (pure insieme se necessario ...)

$int sqrt(x)*logx\ \ dx$

Integrando per parti poniamo $f(x)=sqrt(x)$ da integrare e $g(x)=logx$ da derivare ... quindi ...

$F(x)=int sqrt(x)\ \ dx=int x^(1/2)\ \ dx=2/3*x^(3/2)$
$g'(x)=1/x\ \ dx$

Ricomponiamo ...

$2/3*x^(3/2)*logx - 2/3*int x^(3/2)/x\ \ dx = 2/3*x^(3/2)*logx - 2/3*int x^(1/2)\ \ dx = 2/3*x^(3/2)*logx - 2/3*2/3*x^(3/2)$

Ok?

myriam.92
$ =-2int1/(x-2)-int1=-2ln|x-2|-x $
Se io nel tuo penultimo passaggio non avessi spostato il meno al denominatore, lasciandolo al numeratore mi avrebbe cmq costretta a cambiare il segno all'argomento del log...Mistero risolto :-D ""
Però... Considerando che il testo era $int_-1^1 log(2-x) \dx\ $
Quindi $[xlog (2-x)-x-2log|x-2|]$ sostituendo risulta sempre $-3log3-2$ e non $log9-2$ cm dice la.soluzione...

$ int sqrt(x)*logx\ \ dx $
Qui avevo impostato correttamente allora, ma subito abbandonato perché vedevo radici che andavano svolte solo alla fine ed ero andata nel pallone... Pensando invece di risolvere così per sostituzione$sqrx=t, dx=2t*dt$ , e poi per parti ottenendo $x^2/8(logx-1)$
Non conviene ?/ È sbagliato?

Cmq premettendo che l'esercizio con l'area l'ho trovato uguale più avanti, con soluzione come la tua ;-)
Vorrei sapere in qst simile dove sbaglio..( a parte g(x) che dovrebbe risultare +1 :oops: )

Edit:
Per il metodo dei fratti sai cosa è che mi fa perdere? Che alcuni esercizi si risolvono col semplice metodo delle costanti, in cui il mio ragionamento qui vale. Forse per le solo equazioni di 2 grado però. Penso sai di che parlo : $ax²+bx+c=a(x-x_1)(x-x_2)$ entrambi questi ultimi valori vanno inseriti al denominatore di a e b. Finish! Perché non è sempre così immediato!? :?( Domanda retorica tranquillo xD )

axpgn
"Myriam92":
Però... Considerando che il testo era $int_-1^1 log(2-x)\ dx\ $

Proviamo ...
Troviamo la primitiva per parti $int log(2-x)\ \ dx\ = x*log(2-x)- int -x/(2-x)\ \ dx\ = x*log(2-x)-x-2log|x-2| $

$F(a)=F(1)=1*log(2-1)-1-2log|1-2|=1*0-1-2*0=-1$

$F(b)=F(-1)=-1*log(2+1)+1-2log|-3|=-1*log3+1-2log3=1-3log3$

$F(a)-F(b)=-1-(1-3log3)=3log3-2$

Se l'integrale da calcolare è quello, la primitiva e questa soluzione sono corrette ...

axpgn
"Myriam92":
$ int sqrt(x)*logx\ \ dx $
Pensando invece di risolvere così per sostituzione$sqrx=t, dx=2t*dt$ , e poi per parti ottenendo $x^2/8(logx-1)$
Non conviene ?/ È sbagliato?

E il $logx$ come pensavi di eliminarlo? Quando sostituisci una variabile questa deve sparire completamente ($dx$ compreso)

"Myriam92":
Cmq premettendo che l'esercizio con l'area l'ho trovato uguale più avanti, con soluzione come la tua ;-)

Com'è buona Lei! ... :-D

"Myriam92":
Vorrei sapere in qst simile dove sbaglio..( a parte g(x) che dovrebbe risultare +1 :oops: )

Mi confermi che l'integrale da risolvere è questo $-int_pi^(0) sin(x) + int_0^(2) x/2$ ?
Per l'integrale di sx ho messo il "meno" davanti perché essendo "sottostante" viene negativo e a noi serve positivo ...

$-[-cos(0)-(-cos(pi)]+[2^2/4-0^2/4]=-[-1-(-(-1))]+[1-0]=-[-1-1]+[1]=-[-2]+[+1]=2+1=3$

Mi pare che ci siamo ... :wink: ... (cmq, per l'area dei triangoli fai base per altezza diviso due ... :D )

myriam.92
"axpgn":
E il logx come pensavi di eliminarlo? Quando sostituisci una variabile questa deve sparire completamente (dx compreso)

$x=t^2->logx=logt^2$

"axpgn":
Com'è buona Lei! ...

I :heart: FantoCCi!

"axpgn":
?
Per l'integrale di sx ho messo il "meno" davanti perché essendo "sottostante" viene negativo e a noi serve positivo ...

Onde evitare di invertire gli estremi dell'integrale, nn posso cambiare il segno direttamente al risultato alla fine ?( Mmm l'ho fatto e mi è risultato zero)
$-cos(pi)-[-[-cos(0)]=1-[1]$ :evil:
Ma poi non so se si vede dal grafico, ma che io mi ricordi quei valori di pigreco su x, non sono positivi? Quel $-pi/2$ che ci fa là? È passato troppo tempo dai tempi delle disequazioni trigonometriche, spero di nn fare figuracce :-D

axpgn
"Myriam92":
$x=t^2->logx=logt^2$

Ok, e poi? Devi sempre integrare per parti quindi tanto vale farlo subito ... maancheno ... :D ... dipende da come ti trovi meglio, l'importante è arrivare al risultato giusto ... :wink:

"Myriam92":
Onde evitare di invertire gli estremi dell'integrale, nn posso cambiare il segno direttamente al risultato alla fine ?( Mmm l'ho fatto e mi è risultato zero)

Ma sì, certo ... puoi anche farli separatamente (che di solito è la cosa migliore) ... comunque, il "casino" coi segni c'è sempre, c'è poco da fare se non metterci attenzione e precisione (certo che se uno ha fretta ... :D )
Dal grafico è già bello se son riuscito a ricostruire l'integrale da calcolare ... :?

Rispondi
Per rispondere a questa discussione devi prima effettuare il login.