Integrale

Mr.Mazzarr
Ragazzi, ho bisogno per l'ennesima volta di un vostro aiuto.

Allora, l'esercizio mi chiede..

Determinare la primitiva nulla in $x_0 = 2$ della funzione:

$(log(x+2))/x^2$

Devo calcolare l'integrale, giusto? E cose si fa?
Ho provato con la regola di sostituzione ( sia con il logaritmo che con il denominatore ) ma non concludo nulla. Ho provato con l'integrazione per parti ma mi complico tanto la vita. Non ci sono gli estremi per una decomposizione in fratti semplici.

Come si calcola questo maledetto integrale?! :evil:

Risposte
Mr.Mazzarr
Sinceramente avevo pensato subito alla derivata del logaritmo, ma non trovando il $2x$ al numeratore ci ho rinunciato.
Non ho pensato che potesse essere la derivata di $-1/x$ :(

Solo che, la comprensione dell'esercizio è esatta?! Risolvo quell'integrale, e poi calcolo il limite con $x->2$. Giusto?

Mr.Mazzarr
No dicevo solo che sono stato stupido a non pensare alla derivata di $-1/x$ ! Tutto qua :)

Ora svolgo l'integrale e te lo scrivo qui.

Mr.Mazzarr
Ti scrivo il procedimento:

$int (log(x+2))/x^2 dx$

Integrazione per parti ->

$-1/x * log(x+2) + int 1/(x(x+2)) dx$ $=$ $-(log(x+2))/x + int 1/(x(x+2)) dx$

Decomposizione in fratti semplici ( ti scrivo già il risultato, trovando già A e B ):

$-(log(x+2))/x + 1/2*int 1/x dx - 1/2*int 1/(x+2) dx$ = $=$ $-(log(x+2))/x + 1/2*logx - 1/2*log(x+2) + C.$

Mr.Mazzarr
TeM ho un esame tra 2 giorni, vado nel pallone non appena non trovo l'idea giusta.
Psicologicamente sono molto labile! :D

Non dirmi niente, potresti spiegarti meglio? Non ho ben capito.
La primitiva è il risultato dell'integrale, no? Oppure tra le funzioni trovate devo trovare una che va a 0 se la x va a 2?

gio73
Devi sistemare la costante $c$ in modo che $F(2)=0$, giusto TeM?

Mr.Mazzarr
Direi che l'unica primitiva che rispetta quell'equazione è il logaritmo, ma non del tutto:

$log2$ $~~\ 0.6$

No?

Mr.Mazzarr
Ah.. Ma per sistemare la $c$ intendete dargli un valore reale che poi renda quella primitiva $=0$ ?

gio73
La matematica è facile: è questo che più di tutto sconcerta lo studente.

Mr.Mazzarr
Aaah, capito. Ma viene un risultato un po' particolare :D

$(2 * log|2| - 4*log4)/4$ $= C$

Posso approssimare i valori del logaritmo e mettere il segno di simile al posto dell'uguale?

Mr.Mazzarr
Volevo anche applicare la proprietà dei logaritmi, dividendo gli argomenti, ma come mi comporto con le costanti che moltiplicano?

$(2*4*log(2/(2^2)))/4$ $=$ $C.$

Così?

Mr.Mazzarr
Ah, ora ho capito. Hai fatto sì che ti trovassi due logaritmi identici, così da poter lavorare semplicemente con le costanti.
Capito.

Quindi, ogni qual volta mi chiede la primitiva nulla di una funzione in un determinato punto: svolgo l'integrale e cerco quel valore della costante che rende nulla la primitiva trovata. Tutto giusto ?

Mr.Mazzarr
Il valore della $c$ ottenuta è la primitiva in $x_0=2$.

Se invece mi avesse chiesto la sommabilità di quella funzione nell intervallo $[2, +oo[$ come mi sarei dovuto comportare? Limite di x tendente a $+oo$ dell' integrale definito da 2 a x di quella funzione nell incognita t?

Mr.Mazzarr
E' sommabile solo se il limite esiste ed è finito, giusto?

Mr.Mazzarr
Ora devo calcolare la sommabilità di:

$(x^2*logx)/(1+x^4)$

Appena ci riesco posto il procedimento e mi dite cosa ho sbagliato, per favore.

Mr.Mazzarr
Ah sì, è $[2, +oo)$.

Mr.Mazzarr
Ci sto lavorando un po', prima però ti voglio chiedere se l'input va bene:

$lim_{n->+oo} int_2^x$ $(t^2*logt)/(1+t^4) dt$

Sostituzione -> $t^2 = y$ e $dt = 2y dy$

$lim_{n->+oo} int_2^x$ $ y*logsqrt(y) * (2y)/(1+y^2) dy$

Mr.Mazzarr
Cioè in parole povere mi stai dicendo che quell'integrale non si può risolvere e quindi devo limitarmi a fare il limite?!

Mr.Mazzarr
Caspita. La cosa dovrebbe anche farmi piacere perchè non riuscivo proprio a trovare il bandolo della matassa in quell'integrale, ma ti chiedo una cosa: come faccio a capire che un integrale non ha soluzione indefinita?

Mr.Mazzarr
In effetti su Wolfram Alpha il risultato di quell'integrale rientra nel campo dei numeri complessi.
Fra poco rileggo ciò che hai scritto e ti scrivo se non mi è chiara qualcosa.

Mr.Mazzarr
Cioè devo, innanzitutto, dimostrare che quella funzione è positiva qualsiasi $x$ prenda nell'intervallo?
Senò non posso calcolarne la sommabilità?

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